Luz natural + micro-leds, la fórmula de SmartLight

Investigadores de la Universidad de California desarrollan un equipo de iluminación capaz de distribuir la luz luz natural y almacenar energía eléctrica

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Cada día los rayos del sol llegan a la Tierra con la energía suficiente para satisfacer muchas de las demandas de la sociedad, pero las tecnologías diseñadas para aprovecharla, como las celdas fotovoltaicas, no son totalmente eficientes, ya que un generador fotovoltaico típico pierde la mayor parte de la energía del sol al convertirse en electricidad. Sin embargo, esta inagotable fuente de recursos, puede ser combinada de una forma eficiente e inteligente con dispositivos micro-leds, capaces de generar la misma luminosidad durante el día que durante la noche.

No sólo se trata de una simple idea o una nueva patente, es todo un descubrimiento que cambiará la forma en la que iluminaremos el interior de los edificios en el futuro. Esta nueva tecnología se denomina SmartLight y es el resultado de una investigación interdisciplinar dirigida por Jason Heikenfeld y Anton Harfmann de la UC. El desarrollo lo han denominado “Enchancing Fenestration to Improve Solar Distribution in Buildings y acaba de ser presentado en el foro Internacional de Energía “Casa Clima” en Italia.

Smartlight
La luz del sol se dirige a diferentes espacios, incluyendo a un “SmartTrackLight” en el pasillo exterior.

La clave para resolver el problema de la iluminación natural de interiores está en las unidades vidrio-foto-voltaicas combinadas con células electro-fluídicas, capaces de emular los espacios abiertos dentro de la arquitectura. Este diseño cambia la incidencia de la luz amplificando de forma selectiva la entrada de luz solar en los espacios de penumbra, o reducirla en los espacios más luminosos.

“La tecnología SmartLight será innovadora. Será un importante factor de cambio”, dice Harfmann, profesor asociado en la Escuela de Arquitectura y Diseño de Interiores de la UC. “Este descubrimiento cambiaría la ecuación de la energía. Cambiará la forma en la que los edificios se diseñan y remodelan, e innovará la forma en que se utiliza la energía solar. Cuenta con una multiplicidad de beneficios e implicaciones que ni siquiera hemos empezado a vislumbrar”.

SmartLight funciona mediante una cuadrícula estrecha de células electrolíticas que se autoalimenta con un conversor fotovoltaico incrustado en la parte superior de la ventana. Cada célula de tan sólo unos milímetros, contiene un líquido con propiedades ópticas tan buenas como las del vidrio. La tensión superficial de este fluido puede manipularse como si fueran lentes o prismas través de una mínima estimulación eléctrica, de forma que la luz solar que pasa a través de la célula puede ser fácilmente controlada.

La rejilla puede reflejar algo de luz en el techo para proporcionar iluminación natural. Otra luz puede ser enfocada en alguna tarea especial dentro del espacio. Y el resto de la luz puede ser transmitida a través de los espacios abiertos superiores dentro de un cuarto equipado con su propia red fotovoltaica. Este proceso se puede repetir las veces necesarias con el fin de que la luz solar llegue a zonas cada vez más profundas. Un proceso de fácil instalación sin la necesidad de nuevo cableado, conductos o tubos de registro.

La tecnología podría aplicarse a cualquier edificio (grande o pequeño, viejo o nuevo, residencial o comercial), no obstante, quienes desarrollaron esta tecnología consideran que tendrá un mayor impacto en edificios grandes o comerciales. “Usted estará utilizando el espacio previamente disponible. Incluso si se quiere restaurar la arquitectura existente, se tiene el espacio y la capacidad de hacerlo sin problemas”, asegura Heikenfeld, profesor de sistemas de ingeniería eléctrica e informática y co-creador de las células electrolíticas de SmartLight. “No se necesita algo mecánico y voluminoso, como un motor ruidoso en la esquina de su oficina. Lo único que se alcanza a ver es un trozo de vidrio que cambia regularmente de dirección.”

view-3.aspLos planes prevén que SmartLight se controle de forma inalámbrica a través de una aplicación de software para teléfonos móviles. De modo que en vez de voltear manualmente un interruptor en una pared, el usuario puede indicar sus preferencias de iluminación a través de su dispositivo móvil, y en consecuencia SmartLight regularía el brillo de la habitación, o incluso podría utilizar los datos de geolocalización para responder cuando un usuario entra o sale de una habitación o cuando cambian los asientos dentro de la sala.

¿Pero qué sucede en la noche o en días nublados? Ahí es donde entra la capacidad de almacenamiento de energía de SmartLight. En un día soleado la luz del sol golpea una fachada cientos de veces más  de lo que se necesita para iluminar todo el edificio, de modo que SmartLight puede canalizar el excedente de luz, almacenándolo en la central energética del edificio; y puede ser reutilizada para la iluminación eléctrica cuando los niveles de luz natural son bajos. La rejilla de SmartLight es tan sensible que puede reaccionar dinámicamente a diferentes niveles de luz durante todo el día, de modo que los niveles de iluminación del edificio permanecerá constante durante las mañanas brillantes, las horas de almuerzo o las largas noches laborales. Con tal potencial de almacenamiento de energía, el edificio también podría aprovechar dicha energía para alimentar otras necesidades, como calefacción y refrigeración o inlcuso ser enviada a un edificio vecino.

Heikenfeld asegura que ya existe la tecnología necesaria para hacer comercializable SmartLight, y para ello él y Harfmann han comenzado a evaluar los materiales y métodos de fabricación avanzados. El único elemento que falta es un financiamiento capaz de crear un prototipo a gran escala que llame la atención del gobierno o de la industria interesada ​​en lanzar SmartLight al mercado.

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