آینده نورپردازی با LED و روشنایی هوشمند
استفاده از لامپ‌های الایدی در حال حاضر با سیر صعودی رو به گسترش است اما آیا این روند به همین شکل ادامه پیدا خواهد کرد؟آینده نورپردازی با لامپ‌های الایدی و سیستم‌های روشنایی هوشمند در آینده چه تغییراتی خواهند داشت و زندگی ما را چگونه قرار است تحت تاثیر قرار دهد؟ دنیای روشنایی مانند قطار سریع‌السیر توقف ناپذیر است. نوآوری‌های فنی یکی پس از دیگری رشد میکنند. به طوری‌که گاهی اوقات فراموش می‌کنیم تا اواسط قرن ۲۰ خانه‌های خود را عمدتا با گاز و نفت روشن می‌کردیم؛ حالا اما شرایط فرق کرده است. پیش‌بینی آینده روشنایی به طور عملی غیرممکن است اما بر اساس روندهای مختلف، ممکن است پیش از فرارسیدن آن بتوانیم حدس‌هایی درباره آن بزنیم.
تولید برق غیرمتمرکز
اولین تحول بوجودآمده در زمینه تولید برق مورد نیاز برای روشن‌کردن لامپ‌ها و چراغ‌هاست. امروزه تولید برق از یک مکان متمرکز نظیر نیروگاه کمتر صورت می‌گیرد. در واقع ما به سمت منبع تغذیه غیر متمرکز حرکت می‌کنیم. در این دوره، بیش از هر زمان دیگری ساختمان‌ها و دستگاه‌ها به صورت مستقل بوسیله پنل‌های خورشیدی برق تولید میکنند بنابراین وابستگی کمتری به شبکه برق دارند. این موضوع در کنار استفاده از چراغ‌های الایدی، برای محیط زیست خبر خوبی است، زیرا با نصب فوتوولتائیک‌ها یا پنل‌های خورشیدی، انرژی سبز تولید میشود. این روند در آینده به رشد خود ادامه خواهد داد زیرا نصب پنل‌های خورشیدی سرمایه‌ای درخور توجه بوده و طراحی ظاهر آنها نیز روزبهروز با ظرافت‌های بیشتری همراه میشود. کاشی‌های سقفی خورشیدی تسلا گویای این امر است.
لیزرها، جایگزین LED
بر هیچ کس پوشیده نیست که الایدی ها حداقل تا چند دهه بی‌رقیب‌ترین محصولات روشنایی خواهند بود اما آیا این موضوع همیشگی است؟
دانشمندان به طور مداوم به دنبال منابع روشنایی بهتر هستند و اینطور به نظر می‌رسد که لیزرها می‌توانند بهترین جایگزین LEDها باشند. در مقایسه با LEDها لیزرها مزایای زیادی دارند که در زیر به آنها اشاره می‌کنیم:
- در مقایسه با دیودهای الایدی، اندازه کوچکتری دارند.
- تا 1000 برابر نور بیشتری تولید میکنند
- یک سوم LEDها برق مصرف میکنند.
البته این فناوری نیز معایب خود را داشته و هنوز در مراحل ابتدایی است. اما در حال حاضر پروژه‌های امیدوارکننده‌ای مانند چراغ‌های جلوی لیزری BMW (i8) نوید دهنده آیندهای درخشان برای این صنعت خواهد بود.
آینده نورپردازی و روشنایی هوشمند
-
نورپردازی LED انسان محور
نورپردازی LED با محوریت انسان به این معناست که نورپردازی هر مکان نسبت به افرادی که در آن هستند به صورت هوشمند تنظیم میشود تا کاربردی‌ترین محیط را برای آنها بوجود بیاورد. این کار را می‌توان با چندین روش مختلف انجام داد. اولین مورد تنظیم رنگ برای چراغ‌های LED است، LEDها معمولا نور با کیفیت‌تری نسبت به سایر نورهای مصنوعی ایجاد میکنند. رنگ نور بر ریتم طیبعی شبانه‌روزی انسان (چرخه خواب و بیداری) تاثیر می‌گذارد. برای مثال نور آبی که معمولا در نور LEDها (و نور خورشید) بیشتر از لامپ‌های رشته‌ای وجود دارد برای جلوگیری از خستگی موثر است و با سرکوب تولید هورمون ملاتونین(هورمون خواب طبیعی بدن)، باعث ایجاد حس بیداری میشود و یا نور قرمز (red-rich) که توسط LED تولید میشود، نور آبی بسیار کمی دارد و با اجازه دادن به تولید ملاتونین، می‌تواند باعث تشدید حس خواب آلودگی شود. در واقع فناوری تنظیم رنگ لامپ‌های LED بسیار مفید است. برای مثال در بیمارستان‌ها از لامپ‌های LED،Blue-rich برای هوشیاری پرستاران شیفت شب و از چراغ‌های LED، Red-rich برای اتاق‌بیماران استفاده میشود.
-
IOT (the internet of things)
IOT یا اینترنت اشیا به شبکه‌ای رو به رشد که قابلیت اتصال به اینترنت را دارد و ارتباطی که بین بخش‌ها و دستگاه‌های مجهز به اینترنت وجود دارد، اشاره می‌کند.
IOT چگونه با نورپردازی سازگار است؟
از آنجا که در همه جا از روشنایی استفاده میشود، روشنایی IOT فعال، ایجاد سیستم‌های متصل را ساده می‌کند. داشتن یک چراغ LED دارای IOT در هر اتاق از یک ساختمان می‌تواند به ایجاد یک ساختمان کاملا هوشمند با قابلیت‌های تقریبا نامحدود کمک کند. در واقع نورپردازی انسان محور که قبلا به آن اشاره کردیم، با نور پردازی سازگار با اینترنت اشیا (IOT) می‌تواند به طور موثرتری اجرا شود. اگرچه این تنها کاربرد IOT نیست. روشنایی سازگار با IOT می‌تواند هسته اصلی سیستم‌هایی باشد که تهویه هوا و گرمایش، مدیریت شبکه برق و حتی ارتباط بی‌سیم نصل بعد را بهینه می‌کند.
-
LiFi (light fidelity)
جدیدترین مفهوم ناشی از تکامل الایدی، LiFi است. اساسا LiFi نسخه ارتقا یافته اتصال اینترنت WiFi است که به جای امواج رادیویی از نور استفاده می‌کند و قابلیت انتقال داده تا سرعت صد برابر سریعتر را دارد. شوجی ناکامورا که برای اختراع LED آبی رنگ برنده جایزه نوبل ۲۰۱۴ شده است، LiFi را گام بعدی در فناوری LED نامیده است. یکپارچه سازی LiFi در روشنایی الایدی برای جایی که اتصال به اینترنت گاهی اوقات می‌تواند مشکل ایجاد کند مانند فضاهای تجاری ویا دفاتر، راه حلی بی‌نظیر است. همانطور که می‌بینید آینده روشنایی الایدی از همیشه روشن‌تر است!
چراغ‌های هوشمند شهری
تنها روشنایی در خانه‌ها نیست که در آینده به‌شدت تغییر خواهد کرد؛ فضاهای شهری نیز از این روش استفاده میکنند. چراغ‌های هوشمند شهری می‌توانند در خیابان‌های خالی به منظور صرفه جویی در انرژی نور را کاهش داده یا در تقاطع‌های خطرناک تغییر رنگ دهند. از دیگر کاربردهای مورد توجه هوشمندسازی چراغ‌های شهری این است که تکنسین‌های تعمیر و نگهداری بلافاصله از نقض لامپ مطلع شده و بنابراین تعمیرات بسیار سریعتر انجام میشوند. همچنین می‌توان لامپ‌های خیابانی را با موارد زیر بهسازی کرد:
- امکان شارژ برای اتوموبیل‌های برقی
- ماژول‌های WiFi برای فراهم کردن اینترنت عابرین پیاده
- نصب دوربین‌ها برای افزایش امنیت
- حسگرهایی برای یافتن سریع مکان‌های پارک رایگان و …
فناوری باتری بهتر
در سال‌های اخیر پیشرفت چشم‌گیری در فناوری باتری داشتیم. این امر در درجه اول برای ذخیره‌سازی و مصرف بهینه برق تولید شده است اما برای کشورهای در حال توسعه نیز خبر خوبی است. در بسیاری از کشورها هنوز روستاهایی وجود دارند که منبع تغذیه ندارند و ساکنان به نفت لامپا و یا نفت چراغ وابسته هستند. بخارهایی که از این قبیل لامپ‌ها ساطع میشود برای سلامتی مضرند. لامپ‌های قابل حمل(با باتری داخلی) همراه با یک صفحه خورشیدی کوچک راه حل این مشکل است. این تکنولوژی باعث میشود دنیا به جای بهتری برای سکونت تبدیل شود.
نورتراپی (نورپردازی دینامیک)
قطعا در آینده نور درمانی اهمیت بیشتری نسبت به امروز پیدا می‌کند. شرکت‌ها به تدریج با زمینه‌های مختلف کاربرد نور آشنا میشوند. نوعی از نورپردازی دینامیک در حال حاضر در بوئینگ 787 جدید “Dreamliner” استفاده میشود. روشنایی کابین به منظور مقابله با بدشدن حال جسمی مسافران در تغییرات سرعت، بین رنگ سفید گرم و و رنگ یاسی روشن تغییر می‌کند.
شکل دیگر نورپردازی دینامیک مربوط به فروشگاه‌های بزرگ است. نوع مناسب نور باعث میشود محصولات غذایی خوشمزه‌تر به نظر برسند. طبق گفته فیلیپس، بهترین استفاده از چراغ با رنگ قرمز برای گوشت‌ها و نور سفید و سرد برای ماهی‌های تازه است و نور زرد یا آفتابی برای پنیر و نان مناسب است. (این مقاله فیلیپس را اینجا بخوانید.)
نورپردازی دینامیک و پویا حتی باعث افزایش بهرهوری در دفاتر کار میشود. رنگ نور با توجه به زمان روز تغییر می‌کند. در اواسط ظهر نور خنک و سفید وجود دارد و با حرکت به سمت عصر گرمتر میشود. با مشاهده افزایش بهرهوری کارکنان، طولی نمی‌کشد که شرکت‌های بیشتری این سیستم را اجرا میکنند. علاوه بر این در برخی تلفن‌های هوشمند و یا تبلت‌ها یک فیلتر رنگ وجود دارد که باعث کاهش میزان نور آبی ساطع‌شده میشود. نور آبی صفحه ها ساعت بیولوژیکی ما را مختل می‌کند و ما مدت بیشتری بیدار خواهیم ماند. به احتمال زیاد دستگاه‌های الکترونیکی از جمله تلوزیون در آینده این کار را به طور خودکار انجام می‌دهند.
آینده لامپ‌های الایدی
گسترش استفاده از لامپ‌های الایدی با گسترش استفاده سیستم‌های کنترل روشنایی دیجیتال رابطه مستقیم و متقابل دارند. چیزی که مشخص است این است اگر قرار باشد صنعت روشنایی شرایط فعلی خود را در آینده ادامه دهد، سرنوشت درخشانی در انتظارش نخواهد بود. متخصصین و کارشناسان روشنایی ملزم به تغییر استانداردهای مصرف انرژی و روشنایی هستند. هر روز طراحان و سازندگان به دنبال پیدا کردن روش‌ها و ترکیبات جدیدی در صنعت روشنایی هستند که علاوه بر حفظ ایمنی و سلامتی، برنامه‌های توسعه و استانداردهای ضمنی را نیز رعایت کنند.
کِلی سیگر مدیر بخش استاندارد و معیار شرکت فیلیپس در ایالات متحده در رابطه با آینده لامپ‌های LED می‌گوید: «روشنایی الایدی مصرف انرژی در زمینه روشنایی را هر روز کمتر می‌کند و به کمک مصرف کم انرژی خود، به زودی بر بازار غالب میشود. در رابطه آینده نیز ما باید تولید کنندگان را برای حرکت به سمت کارایی و عملکرد بهتر هل بدهیم در حالیکه از نوآوری و ایجاد روش‌های جدید توسط آنها حمایت کنیم. همچنین باید تلاشمان را در جهت وضع استانداردهایی کلی که در همه شهرها و کشورهای دنیا قابل استفاده باشند به کار بگیریم.»
برنارد باوئر طراح روشنایی است که بیش از ۴۰ سال در این زمینه تجربه دارد و جوایز زیادی در این زمینه دریافت کرده است. او عضو گروه تعیین استانداردهای مصرف انرژی ایالت کالیفرنیا نیز هست. باوئر در رابطه با تاثیر صنعت الایدی بر استانداردهای مصرف انرژی می‌گوید: «استفاده از الایدی روز به روز گسترده‌تر میشود و مطمئنم که پایه و اساس استانداردهای آتی مصرف انرژی خواهند بود. حتی همین حالا هم استانداردهای مختلف مصرف انرژی بر اساس الایدی طراحی و تصویب میشوند. در آخرین نسخه از استاندارد مصرف انرژی کالیفرنیا معروف به «عنوان ۲۴» به استفاده از لامپ‌های ال ای دی با قابلیت تغییر رنگ و استفاده از دیمرها تاکید شده است. استانداردهای انرژی در آینده تحت تاثیر روشنایی هوشمند و سیستم‌های کنترل یکپارچه هستند و قطعا در آنها مسائلی مثل آلودگی نوری مورد توجه قرار خواهد گرفت.»
نمودار فوق حجم استفاده از متد‌های روشنایی استفاده شده در ایالات متحده را نشان می‌دهد. پیش‌بینی میشود که تا سال ۲۰۵۰ الایدی انتخاب اول بازار روشنایی برای مصارف خانگی و تجاری باشد.
اما خارج از ایالات متحده و در کشور ما، گرایش به سمت روشنایی الایدی روز به روز افزایش پیدا می‌کند. با ایجاد شرایط تولید در داخل، فراهم آوردن تکنولوژی روز و حضور سرمایه‌گذاران داخلی، قیمت تمام شده برای مصرف کننده بسیار پایین آمده است. با وجود نبود پروتکل مشخص و دستورالعمل جامع در این رابطه، مردم خود به واسطه کاهش مصرف انرژی، حفظ محیط زیست و کاهش هزینه‌های تمام شده، قطعا به سمت استفاده از استفاده از سیستم‌های هوشمندسازی خانه و کنترل یکپارچه روی خواهند آورد. در رابطه با نورپردازی اماکن تجاری نیز اوضاع به همین منوال است. استفاده از روشنایی الایدی و سیستم‌های نورپردازی هوشمند روز به روز گسترش پیدا می‌کند و با تقریب خوبی می‌توانیم بگوییم که در کشور ما نیز در آیندهای کوتاه شاهد غلبه روشنایی پاک و ارزان قیمت الایدی بر سایر دیگر روش‌های روشنایی خواهیم.
این موارد مهم‌ترین نکات مربوط به آینده نورپردازی و روشنایی به شمار می‌روند. بهترین راه برای آگاهی از آخرین اخبار، متدها و شیوه‌های روشنایی و نورپردازی، مطالعه مجله اکووات است که اطلاعات مرتبط با روشنایی و نورپردازی شما را به روز نگاه می‌دارد.
امیدواریم این مقاله برای شما عزیزان مفید بوده باشد. این مقاله توسط تیم تحریریه اکووات تهیه شده است. اگر از خواندن این مقاله راضی بودید، خواندن آن را به دوستانتان نیز پیشنهاد کنید. همچنین می‌توانید سوالات خودتان را در قسمت کامنت با ما مطرح کنید.
با اکووات همراه باشید.
دیدگاهتان را بنویسید