Šuplji svjetlovodi: što su i zašto su potrebni?

Popis modernih izvora svjetlosti toliko je raznolik da se čini da zadovoljava sve zahtjeve za osvjetljenjem. Ali postoje tvrtke u kojima bi električni izvori svjetla trebali biti zabranjeni prema zadanim postavkama. To su visokoopasni i posebno opasni prostori. Ne treba misliti da je takvih poduzeća malo.

Ako izuzmemo obrambenu industriju s proizvodnjom baruta, raketnog goriva i drugih "nevinih" tvari, onda još uvijek postoji opsežan popis industrijskih poduzeća koja proizvode poznate proizvode u neobičnim uvjetima.

Rudnici ugljena s zagađenjem metanom su svima na usnama. Ali mlinovi ili tvornice šećera - kakva je tu opasnost? Ali stručnjaci znaju da je suspendirani, raspršeni prah brašna ili šećera eksploziv na kojem bi im vojska pozavidjela. Iskra i vakuumska bomba veličine radionice su spremni.

A tu su još galvanske instalacije, punionice baterija i mnogi drugi prostori s posebnim sigurnosnim zahtjevima.Vrlo ozbiljan problem s osvjetljenjem skladišta žitnih poduzeća: ogromne prostorije osvijetljene su prigušenim svjetiljkama sa žaruljama sa žarnom niti. Sanitarne vlasti strogo zabranjuju upotrebu živinih žarulja, a vatrogasci u prašnjavim uvjetima koriste snažne žarulje sa žarnom niti.

Čini se da u tim slučajevima postoji samo jedan izlaz: korištenje velikog broja svjetiljki otpornih na eksploziju pri niskom naponu napajanja. Ali nerješivi problemi rijetki su u tehnologiji. Godine 1874. elektroinženjer Vladimir Chikolev postavio je rasvjetnu instalaciju u tvornici baruta u Okhti, izrađenu u obliku cijevi s unutarnjom zrcalnom površinom. Svjetlost električnog luka smještenog vani prenosi se nakon višestruke refleksije u opasna područja.

Ovo je bio prvi praktični primjer novog rasvjetnog tijela — šupljih vlakana s reflektirajućim unutarnjim premazom... Od tada je dizajn svjetlovoda napredovao daleko. Danas smo dobro upoznati s optičkim vodovima i svjetlovodima mikronskog promjera: mnogi ljudi koriste internet putem veze optičkim kabelom. Donedavno su šuplji svjetlovodi bili poznati samo uskom krugu rasvjetnih tehničara.

Ali s rastućim interesom za tehnologije koje štede energiju, one su postale predmet pažnje širokog spektra inženjera i dizajnera. Mogućnost korištenja sunčeve svjetlosti tijekom dana za osvjetljavanje ne samo skladišta, već i uredskih prostora, potiče proizvodnju svjetlovoda s vanjskim dizajnom prikladnim za poslovne prostore.

Unatoč jednostavnosti same ideje, dizajn šupljih vlakana ima prilično složenu optičku shemu, uz korištenje najsuvremenijih materijala. Pogledajmo dizajn na primjeru ekspandiranog vlakna.Najčešće korištena okrugla cijev od polimetil metakrilata (PMMA) ili polikarbonata (PC). Izvori svjetlosti visokog intenziteta montirani su na jednu ili obje strane cijevi. Omjer duljine i promjera cijevi odabire se od 30 za jednostrane svjetlovode do 60 za dvostrano montiranje svjetiljke.

Na unutarnju površinu tijela cijevi nanesena je posebna prizmatična folija tipa SOLF. Karakteristika mu je gotovo potpuna refleksija svjetlosti koja pada na površinu pod različitim kutovima.Tehnologija proizvodnje prizmatičnih filmova razvijena je 1985. Tanki (oko 0,5 mm) film u roli marke SOLF otvorio je put stvaranju svjetlovoda s visokim i ravnomjernim osvjetljenjem po duljini cijevi. Uzduž osi cijevi ostavlja se prozirni ili matirani prorez za jednoliku emisiju svjetlosti duž duljine vlakna.

Danas se oko 28 tvrtki u svijetu iz 12 zemalja bavi razvojem, proizvodnjom i ugradnjom optičkih vlakana različitih vrsta i namjena. Promjer optičkih vlakana varira od 250 do 1100 mm, a duljina do 16 metara. Svjetlovodi se proizvode u obliku cjelovitih modula s izvorima svjetlosti koji se međusobno jednostavno povezuju kako bi se produžio sustav rasvjete.

Lavovski udio svjetskog tržišta (do 80%) zauzimaju Solatube proizvodi iz SAD-a. U ovoj zemlji postoji državni program poticanja korištenja alternativnih izvora energije, pa postoji velika potražnja za odgovarajućim proizvodima. Serijsku proizvodnju svjetlovoda ovladale su europske tvrtke Sunpipe (Velika Britanija) i Solarspot iz Italije.Kao što naziv tvrtke govori, fokusiraju se na izradu žarulja koje mogu reciklirati sunčevu svjetlost tijekom dana. Cijena po metru takvih vlakana je oko 300 dolara, budući da koriste posebnu optiku za koncentriranje sunčevih zraka.

Nema podataka o cijeni sustava rasvjete na bazi optičkih vlakana za eksplozivne i druge posebne prostorije. Razlog tome je izrada individualnih projekata u svakom pojedinačnom slučaju. Može se samo pretpostaviti da su troškovi takvih aplikacija vrlo visoki, ali su životi ljudi i sigurnost objekata skuplji.

Ali ne treba misliti da su samo poduzeća s opasnom proizvodnjom korisnici modernih optičkih vlakana. Raznolikost oblika i struktura omogućila je dizajnerima i arhitektima da riješe probleme izvorne rasvjete zgrada i krajolika.

Svjetlosvodi malih dimenzija neočekivano su korišteni u kućanskim rasvjetnim tijelima. Uz vrlo visoku svjetlinu i usku emisiju svjetlosti, LED svjetiljke su užasni izvori svjetlosti kada se ugrađuju zasebno u lustere. Ali u kombinaciji sa svjetlovodom, za što su idealan rasvjetni uređaj, postiže se izvrsno difuzno osvjetljenje prostorije.

Ovu karakteristiku LED dioda dobro je razumjela kanadska tvrtka TIR Systems, koja je usvojila neodvojive rasvjetne module temeljene na snažnim LED diodama u boji i bijelim. Dekorativna rasvjetna tijela u boji snage do 30W i opće rasvjete do 50W imaju svjetlovode promjera 100 i 150 mm s vijekom trajanja od 50.000 sati. Moderan izgled i moderni materijali omogućuju prilagodbu svjetiljki modernom interijeru apartmana.

U budućnosti će svjetlovodi dobiti na popularnosti zbog svoje jedinstvene sposobnosti transformacije svjetla iz točkastih izvora u jednoliku, difuznu svjetlost. I prestat će biti egzotični rasvjetni proizvodi za uska područja primjene.