официальный сайт
8-800-200-0-602 заказать звонок
SOLARGY solargy
Вопросы и ответы

КПД световода: сколько света доходит до помещения

Вопрос «сколько света доходит» распадается на два: какая доля потока теряется по дороге и что происходит со спектром. Потери считаются, спектр измерен.

Где теряется свет

На пути луча стоят четыре светопрозрачных элемента. По техническому паспорту коэффициент пропускания светособирающей линзы — свыше 92–94%, термобарьера — свыше 92–94%, светорассеивателя — свыше 92%. Общий коэффициент светопропускания системы получается перемножением: 0,94 × 0,94 × 0,94 × 0,94 = 0,78.

Сам зеркальный канал почти ничего не отнимает: коэффициент спектрального отражения тубуса — 99,8%. Покрытие — серебро, осаждённое в вакууме, защищённое оксидом кремния и оксидом титана; этот слой не даёт интерференционных искажений, которые на дешёвых плёночных отражателях дают радужный оттенок.

Итоговый КПД системы — 82–94% в зависимости от длины шахты и числа отражений.

Зеркало и система в сборе — это разные цифры

Когда говорят «световод теряет свет на длине», обычно смешивают две разные величины. Их стоит развести.

Зеркальное покрытие. Коэффициент отражения — 99,8%. На каждом отражении луч теряет порядка 0,2%, и эта величина одинакова на первом метре трассы и на двадцатом. Серебро, осаждённое в вакууме и закрытое оксидами кремния и титана, не деградирует по длине, не отслаивается при низких температурах и не раскладывает свет в спектр — радужного оттенка, характерного для плёночных отражателей, здесь не возникает. У самого зеркала предела по дистанции нет.

Система в сборе. Здесь арифметика другая. Фиксированные потери на светопрозрачных элементах дают τ = 0,78 и от длины не зависят вовсе. А вот число отражений зависит: чем длиннее трасса при том же диаметре, тем чаще луч касается стенки — особенно луч, вошедший под углом. Отсюда и берётся «максимальная эффективная длина» в характеристиках: 4,5 м у диаметра 300 мм, 7,5 м у 530 мм.

Это не предел работоспособности. Это граница, за которой выгоднее взять больший диаметр, чем тянуть узкую трубу. Практический вывод простой: длину трассы ограничивает не зеркало, а соотношение длины и диаметра. Нужно дальше — нужно шире.

Спектр на выходе повторяет дневной свет

Это измеряли отдельно. Испытания провёл Институт биохимической физики РАН, поверенным спектрометром MK450, при естественной освещённости 5300–5500 лк и облачности около 8 баллов. Сравнивали спектр на входе в систему и на выходе из неё.

Спектральное распределение энергии: дневной свет на входе и свет на выходе из световода SOLARGY В диапазоне 460-760 нм кривые практически совпадают: среднее расхождение 0,006. В диапазоне 360-410 нм световод отдаёт меньше энергии из-за УФ-абсорбирующих добавок в акриле. УФ 360–410 0 0.25 0.5 0.75 1 360 410 460 510 560 610 660 710 760 Длина волны, нм Относительная энергия Дневной свет на входе Световод SOLARGY, на выходе
Спектральное распределение энергии на входе в систему и на выходе из неё. Измерения ИБХФ РАН, спектрометр MK450, 01.10.2014. Цветовая температура на выходе 5850 K, индекс цветопередачи CRI 99.

В диапазоне 460–760 нм кривые практически совпадают: среднее расхождение — 0,006 при максимуме 0,014. Цветовая температура на выходе — 5850 K, индекс цветопередачи — CRI 99, максимально возможный и присущий настоящему дневному освещению. Проще говоря, цвета в помещении под световодом выглядят так же, как под открытым небом.

Почему в ультрафиолете кривая ниже

В коротковолновой части, 360–410 нм, световод отдаёт меньше энергии, чем открытое небо. Причина известна: в акриловые детали введены УФ-абсорбирующие светостабилизаторы, они защищают полимер от разрушения ультрафиолетом. Человеческий глаз в этом диапазоне почти не чувствителен, поэтому на восприятие света разница не влияет — что и подтверждает CRI 99.

Что влияет на КПД в конкретном проекте

  • Длина трассы. У каждого диаметра свой предел эффективной длины: у 300 мм это 3,5–4,5 м, у 530 мм — 7,5 м. Дальше свет доходит с потерями, которые уже заметны.
  • Повороты. Каждый зеркальный отвод отнимает часть потока. Прямая трасса всегда выгоднее.
  • Диаметр. Чем шире канал, тем меньше отражений на ту же длину — и тем меньше потери.
  • Чистота купола. Запылённый купол пропускает заметно меньше света, поэтому его протирают дважды в год.

Чем это отличается от окна

  • Свет приходит сверху и ложится равномерно, без перепада «у окна светло, в глубине темно».
  • Система пассивная: электричества не потребляет, пульсации не даёт.
  • Летом не создаёт таких теплопритоков, как остеклённый проём сопоставимой площади, зимой занимает в ограждающей конструкции меньшую площадь.
  • Ставится там, где окно невозможно: в перекрытие, в стену, в грунт, в покрытие двора.
  • Сохраняется динамика дневного света — по освещённости в помещении видно время суток и погоду.

Полные результаты испытаний и другие исследования собраны в разделе исследований. Рассчитать КЕО для своего помещения можно здесь.

Наверх