ساخت سیستم انتقال نور طبیعی با قابلیت تولید انرژی در ساختمان ها

علی رمضانی، دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «ساخت سيستم انتقال نور طبيعی در ساختمان ها با امکان کاربرد در پنل های فتوولتائیک و باتری» به سرپرستی پروفسور گئورک باباملک قره پتیان، عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: افزایش شهرنشینی و محدودیت های مناطق مسکونی، باعث افزایش سازه و ساختمان های بزرگ و درنتیجه آن عدم استفاده از نور طبیعی شده است.

وی افزود: ساکنان این فضاها علاوه بر محرومیت از مزایای نور طبیعی، در معرض مضرات نور مصنوعی قرار می گیرند.

رمضانی بیان داشت: به همین دلیل در صدد برآمدیم تا دستگاهی برای انتقال نور طبيعی در ساختمان ها با امکان کاربرد در پنل های فتوولتائیک و باتری طراحی کنیم؛ هدف از اين پروژه طراحی سیستمی جهت انتقال نور خورشيد از جبهه جنوب، شمال و پشت‌بام ساختمان به محيط تاريک ساختمان است.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: علاوه بر اين، در حالاتی که نياز به روشنايی خورشيد نيست؛ سیستم با استفاده از صفحات فتوولتائیک از نور خورشيد انرژی الکتريکی توليد کرده و در باطری ذخيره می کند و از آن در طول شب يا روزهای ابری ‌جهت روشنایی مورد استفاده قرار می گيرد.

رمضانی اضافه  کرد: این پروژه در جهت کسب فناوری و یافتن راهکاری جدید در حوزه روشنایی ساختمان ها بوده و باعث شده است که نوآوری جدیدی در سیستم های ردیاب نور خورشید به وجود بیاید.

وی خاطر نشان کرد: از آن جایی که سیستم مذکور با روش های خلاقانه پیاده سازی شده است تفاوت های بسیاری با سیستم های مشابه خارجی دارد از جمله این نوآوری ها امکان ذخیره سازی برق و افزایش طول انتقال نور بوده است.

این محقق افزود: اجرا و نصب اين پروژه در ساختمان های موجود و جديد الاحداث، موجب کاهش بار سرمايشی بناها به دليل خاصيت سايه بانی آن بر روی پنجره های جنوبی می شود و همچنین امکان تولید برق در ساختمان ها به وجود می آید.

او گفت: همچنين با انتقال نور طبيعی به فضاهای تاريک داخلی، موجب کاهش بار مصرفی در بخش روشنايی ساختمان ها به ويژه با کاربری اداری می شود. در صورت عدم استفاده از روشنايی طبيعی نيز، امکان ذخیره برق در باطری وجود دارد.

به گفته رمضانی، از آن جایی که روشنایی بیشترین سهم مصرف برق را در منازل دارد، چنین طرح هایی که می تواند باعث کاهش بار مصرفی برق در تابستان و زمستان شود از اهمیت بالایی در صنعت برق کشور برخوردار است.

وی با اشاره به ادامه این طرح عنوان کرد: ادامه این پژوهش انجام آزمون های استاندارد در پژوهشگاه نیرو و آزمون های عملکردی در شرایط واقعی و کامل برای تولید در مقیاس نیمه صنعتی است و در صورت جذب سرمایه گام های بعدی برای تجاری سازی این پژوهش برداشته خواهد شد.

وی با اشاره به ويژگي های طرح گفت: ساخت دستگاهی جدید در حوزه روشنایی و ذخیره سازی انرژی در ساختمان با هدف کاهش مصرف انرژی در بخش روشنایی و سرمایشی ساختمان ها از ویژگی های این طرح به شمار می رود.

وی با بیان این که نمونه خارجی این طرح وجود دارد، گفت: این طرح بر خلاف سیستم های قبلی که فقط در پشت بام نصب می شوند، امکان نصب در جبهه جنوبی، شمالی و پشت بام ساختمان را دارد و در نتیجه انتقال نور بیشتری رخ می دهد و امکان بهره گیری در تمام طبقات را ممکن می سازد و دسترسی بیشتری به نور طبیعی را سبب می شود.

او همچنین بیان کرد: در این طرح علاوه بر انتقال نور خورشید؛ در زمان های مورد نیاز امکان تولید و ذخیره برق در باطری با استفاده از صفحات کوچکتر پنل های فتوولتائیکی به وجود آمده است و امکان تولید انرژی و ذخیره آن جهت مصرف در شبکه برق خانگی را ممکن می سازد که باعث کاهش مصرف انرژی سیستم روشنایی ساختمان نیز می شود.

به گفته علی رمضانی، ترکیب سیستم روشنایی خورشیدی با سیستم روشنایی مصنوعی باعث کاهش هزینه ها در حوزه انرژی می شود و باتوجه به کاهش مصرف انرژی، توجیه اقتصادی بیشتری برای کاربران و کارفرمایان پیدا می کند.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر در پایان بیان کرد: کاربرد این پروژه در حوزه صنعت برق، صنعت روشنایی به خصوص در ساختمان ها، صنعت ساختمان و... می باشد که امیدواریم این پروژه به مرحله صنعتی برسد.

همچنین از سوی انجمن مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) شاخه ایران، جایزه سال پروژه برتر کارشناسی سال 2021 به جهت پژوهش بر روی این پروژه به مهندس علی رمضانی محقق دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اختصاص یافت.

همچنین برترین اختراع و نوآوری ششمین جایزه ملی محیط زیست کشور نیز به این طرح تعلق گرفت.