Прошлое, настоящее и будущее освещения. Важные моменты развития.

Сегодняшние умные инновации в области освещения не нуждаются в мощностях, генерируемых машинами. Просто наполните пустую пластиковую бутылку водой (с хлоркой/отбеливателем). Затем просуньте бутылку наружу сквозь небольшое отверстие в крыше, стык заполните силиконовым герметиком, чтобы крыша не протекала во время дождя. Благодаря преломлению лучей в воде бутылка эффективно рассеивает свет внутри помещения. Испытания показали, что одна двухлитровая бутылка даёт световой поток, аналогичный 40-60-ваттной лампе накаливания. Это простое и одновременно важное изобретение принадлежит Альфреду Мозеру, бразильскому механику.

Пластиковые булки для освещения, светодиодные источники, заряжающиеся от энергии солнца, спутниковые смартфоны, передающие информацию в одно мгновение в любую точку мира: все это достижения 21 века, освещающие жизнь простых людей.

Из истории светотехники

Свет — это вселенский источник всего человеческого потенциала, который позволяет нам функционировать (и даже есть). После многих тысяч лет, когда люди полагались только на пламя огня, Томас Эдисон представил первую электрическую лампочку в 1889 году. Он «включил» современную эру освещения городов, начиная с Эйфелевой башни в 1889 и воплотил в жизнь утопические мысли середины 20 века таких людей как Ле Корбюзье, Мис ван дер Роэ и Ричарда Келли и прочих урбанистов по обеим сторонам Атлантики.

Летя над высотным Нью-Йорком в 1960-х, американский ученый в области атомной физики Ник Холоньяк младший (затем молодой исследователь General Electric, компании которую основал Эдисон) сказал себе, что должен быть более разумный способ освещения городов. Он знал, что лампа накаливания 90% отдает в тепло, и только 10% уходит непосредственно на освещение.

Надпись «RED HOT» красовалась на обложке научного журнала IEEE Spectrum, где в 1962 году появилась статья, в которой Холоньяк демонстрировал первый видимый красный полупроводниковый луч лазера, который он сгенерировал из полупроводника в форме пилюли. В последствии его назвали «магический». Этот белый диск стал первым в мире полупроводниковым светодиодом видимого света (LED). Создан он был из материала GaAsP — аббревиатура из таблицы Менделеева (галлий/арсенид/фосфид). Потом были созданы светодиоды с желтым и зеленым цветом свечения. А в 1994 году японский изобретатель Сюдзи Накамуро (Shuji Nakamuro), работающий на корпорацию Nichia создал первый сверхъяркий синий светодиод. А затем доказал, что синий светодиод с желтоватым фосфором может генерировать белый свет. До 1990-х выпускались только желтые, зеленые и красные светодиоды. Но чисто белый цвет оказалось можно получить комбинацией синего, красного и зеленого. Накамуро и его коллеги Исаму Акасаки (Isamu Akasaki) и Хироши Амано (Hiroshi Amano) получили Нобелевскую Премию в области физики в 2014 году.

Изобретение Холоньяка запустило революцию электронного оборудования конца 20-го века. Благодаря ее развитию мы получили уже привычные нам планшеты и мобильные телефоны. Накамуро не только сделал возможными создание Blu-Ray DVD, динамическое освещение RGB и видео-спектакли в общественных местах, но также создал не цветные светодиоды (теплого и холодного белого света), которые так важны для повседневного использования в современных общественных пространствах.

Что происходит сейчас и к чему стремится развитие в области освещения

Холоньяк и Накамуро — настоящие пионеры сегодняшней революции технологий твердотельного освещения (Solid state lighting — SSL). Ник Холоньяк назвал светодиоды «непревзойденными источниками света». Благодаря постоянной работе и улучшению технологий самыми крупными производителями в области освещения, удалось добиться того, что светодиоды потребляют до 75% меньше энергии и работают дольше в 25 раз чем лампы накаливания, и в три раза дольше чем КЛЛ. Дальнейшие усовершенствования смогут сделать возможным работу светодиодов от возобновляемых источников энергии — солнечной энергии, ветра и биотоплива.

Новая область для эко-эффективного освещения городов — это умная энергетическая сетчатая система, которая позволит делить энергию между потребителями соседних локальных сетей. Стратегией является минимизация потери электричества, при ее передаче на большие расстояния (примером может быть метрополитен).

Другой важной задачей является уменьшение «светового загрязнения» (засвеченного неба) над большими городами. Неужели родители так и не смогут однажды показать детям звезды в небе в городской среде? Новой стратегией стала установка светодиодных диммируемых уличных светильников, а также элементов, которые не дают возможность свету уходить в небо, и перенаправляют его.

Также задачей является поиск альтернативы фейерверкам и лазерным установкам, которые используются во время общественных праздников и мероприятий. Например, в Сиднее стартовали два мероприятия, которые поддержали разные страны — «Час земли» (демонстрация была в 2007 году, когда выключали городскую подсветку) и «Умный свет в Сиднее». Умный свет — это фестиваль, посвященный энергосбережению в области освещения, где лучшие специалисты создают удивительные световые проекты.

Благодаря Холоньяку и его последователям во второй половине прошлого века мы оказались в третьем периоде развития освещения; цифровая сетевая светодиодная эра электролюминесценции «холодной на ощупь». Достижения атомарной физики вызвало беспрецедентный творческий рост и потенциал интернет-эры «Города Битов» («City of Bits»), провозглашенного в 1995 году Массачусетским технологическим институтом (МТИ) Вильямом Митчеллом, архитектором и урбанистом, много лет возглавлявшим отделение архитектуры и планирования Массачусетского технологического института. Профессор Митчелл также ввел термин «умный город», который вдохновил на создание «умных светотехнических» проектов.

По материалам SuperLux (Smart light art, design and Architecture for cities).