Будущее освещения

Освещение всегда было важным аспектом нашей жизни, влияя на наше настроение, производительность и даже наше здоровье. Хотя технологии освещения уже значительно развились, еще есть место для будущих достижений. По мере того, как мы движемся вперед в будущее, освещение должно претерпеть революцию, сочетающую в себе эстетику, эффективность, технологии и экологичность.

Искусственный интеллект и будущее освещения

Искусственный интеллект уже оказывает влияние на индустрию освещения, и в будущем его влияние будет только усиливаться. ИИ используется для разработки умных осветительных систем, которые могут автоматически регулировать яркость, цвет и температуру в зависимости от времени суток, занятости помещения и других факторов.

Это может помочь повысить энергоэффективность, создать более комфортную атмосферу и даже улучшить здоровье и самочувствие людей.

ИИ может использоваться для персонализации освещения для отдельных пользователей или групп пользователей. Например, система освещения в офисе может регулировать освещение в зависимости от того, кто находится в комнате и чем он занимается.

ИИ может использоваться для создания интерактивных световых шоу или для проецирования информации на поверхности.

ИИ может использоваться для прогнозирования отказов осветительных приборов и их упреждающего обслуживания. Это может помочь снизить затраты на обслуживание и повысить надежность системы освещения.

Некоторые из проблем, которые необходимо решить:

• Конфиденциальность: Системы умного освещения должны быть разработаны таким образом, чтобы защищать конфиденциальность пользователей.
• Кибербезопасность: Системы умного освещения должны быть защищены от кибератак.
• Стоимость: Системы умного освещения могут быть дорогими, что может ограничить их внедрение.

В целом, ИИ имеет потенциал революционизировать индустрию освещения. Ожидается, что он сделает освещение более эффективным, удобным, персонализированным и доступным. Он также откроет новые возможности для освещения, которые пока мы даже не можем себе представить.

Лазеры

Стивен ДенБаарс, ученый-исследователь из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, работает над светодиодами уже 20 лет. Он сыграл важную роль в том, чтобы довести их до того, что они стали наследниками электрической лампочки Эдисона. Но в своей лаборатории ДенБаарс уже приступил к следующему важному делу: замене значительной части внутреннего освещения, а также устаревшей инфраструктуры лампочек и розеток, от которой они зависят, на лазеры.

Представьте, что весь потолок комнаты освещен, как если бы это было одно большое окно в крыше. Или если в залах отелей, десятки или сотни лампочек заменены всего лишь несколькими сверх яркими источниками света. ДенБаарс сделал это, и теперь он просто ждет, пока дизайнеры по свету подтянутся.

Оказывается, лазеры, над которыми работает DenBaars, основаны на существующих светоизлучающих диодах и называются «лазерными диодами». Это те же материалы, но вы помещаете два зеркала по обе стороны от светодиода, и он превращается в лазер. Вы получаете эффект усиления и можете накачивать в лазерный диод более чем в 2000 раз больше электричества. Теоретически это означает, что на квадратный сантиметр лазерный диод может производить в 2000 раз больше света.

С помощью всего лишь нескольких точечных источников лазерного света, установленных в здании, их освещение можно будет перенаправить по всей конструкции с помощью пластиковых оптоволоконных кабелей, которые можно проложить вдоль потолков и вокруг углов, как кабельная компания прокладывает свои провода через помещения без необходимости проделывать дыры в стенах или подключаться к электрической системе здания. А еще можно даже без каких-либо оптоволоконных кабелей направлять свет через «свободное пространство». Это когда центральный источник лазерного света стреляет через потолок или коридор, в какой-то стеклянный или пластиковый волновод и оттуда освещает всю комнату.

Используя синие лазерные диоды, инженеры BMW смогли создать сфокусированный луч белого света. Как и все лазеры, переоборудованные для обычного освещения, они нацелены на люминофор, который преобразует синий лазерный свет в более рассеянный белый свет. В результате получаются фары с таким длительным сроком службы, что они могут пережить автомобиль.

Другие будущие применения лазерного освещения включают проекторы для кинотеатров IMAX, телевизоры и компьютерные мониторы, дисплеи типа Google Glass, миниатюрные проекторы и другое.

LED и OLED

Одна из основных причин, почему светодиоды настолько эффективны, заключается в том, что большая часть их энергии используется только для создания света, а не для создания света и тепла, как в лампах накаливания. Ожидается, что в будущем отрасль разработает еще более эффективные, долговечные и универсальные светодиоды, которые можно будет адаптировать к конкретным конструктивным и функциональным требованиям.

Но уже есть другие технологии, которые могут стать жизнеспособными в ближайшие десятилетия. Технология OLED (органический светоизлучающий диод), используемая в некоторых моделях телевизоров, использует органические материалы для создания света, излучая свет из тонкой гибкой пленки, а не из лампочки или трубки, что обеспечивает большую гибкость конструкции и энергоэффективность.

OLED-освещение отличается от своего предшественника, поскольку в нем используется органический материал на основе углерода. Принцип работы OLED означает, что его можно наносить на пластиковые листы и фольгу, создавая сверхтонкие осветительные панели. Использование OLED в освещении до сих пор ограничено, в первую очередь из-за его дороговизны. Такие компании, как LG, все еще ищут способы сделать эту технологию более дешевой и доступной, и если им это удастся, она может стать основой для нового поколения освещения.

Квантовые точки (КТ) или полупроводниковые нанокристаллы

Это еще одна многообещающая разработка, которая использует нанокристаллы для производства света определенного цвета, что позволяет лучше контролировать цветопередачу осветительных приборов. Исследователи делают ставку на эту технологию даже для использования в медицинских целях, например, в качестве контрастных веществ для выявления раковых клеток и улучшения адресной доставки лекарств.

Биологическое освещение

Проводятся исследования, изучающие способы использования света, который естественным образом вырабатывается некоторыми организмами, такими как светлячки, бактерии, грибы и морские существа, как часть их метаболических процессов. Хотя эта технология все еще находится на экспериментальной стадии, она может произвести революцию в способах освещения наших домов в будущем, поскольку она не выделяет ни углерода, ни тепла, что делает ее безопасной и энергоэффективной.

Например, во французском прибрежном городе Рамбуйе для освещения зала ожидания Центра вакцинации от Covid-19 были установлены цилиндрические трубки, излучающие бирюзово-голубое свечение. В основном это большие аквариумы, наполненные соленой водой с питательными веществами и собранной на месте морской бактерией Aliivibrio Fischeri. Свет генерируется посредством внутренних биохимических процессов, которые являются частью нормального обмена веществ в организме и для своего существования практически не требуют энергии.

Чтобы «выключить свет», просто отключают воздух, прерывая процесс, поскольку бактерии переходят в анаэробное состояние, в котором они не производят биолюминесценцию. Смесь разработана французской компанией Glowee, которая специализируется на биологическом освещении как реальной альтернативе искусственному освещению.

Интеллектуальное освещение

Это относится к системе освещения, которая призвана быть более удобной и настраиваемой, чем традиционные системы освещения, работая путем подключения таких устройств, как интеллектуальные лампочки и выключатели с датчиками, которыми можно управлять удаленно с помощью смартфона или голосовых команд. Его преимущества включают экономию энергии, а также удобство и повышенную безопасность дома. Эти системы уже становятся все более распространенными в домах и коммерческих зданиях, и в будущем мы можем увидеть еще более совершенные интеллектуальные системы освещения, которые смогут реагировать на факторы окружающей среды, предпочтения пользователей и вводимые данные, чтобы обеспечить оптимальные условия освещения.

Человекоориентированное освещение (HCL)

Это подход к дизайну освещения, который учитывает влияние света на биологию и поведение человека. Эти системы стремятся имитировать естественные циклы дневного света и поддерживать циркадный ритм организма посредством изменения цветовой температуры и интенсивности в течение дня. Например, освещение можно запрограммировать так, чтобы оно постепенно менялось с холодного белого света утром, который держит нас в напряжении, на более теплый свет вечером, который расслабляет тело для восстанавливающего ночного сна. Согласно исследованиям Стэна Валерчика, правильное освещение влияет на улучшение качества сна, повышение внимательности и продуктивности, а также на уменьшение симптомов расстройств настроения и даже может снизить расходы на здравоохранение.

В системах HCL обычно используются светодиодные источники освещения, которые могут менять цветовую температуру и интенсивность в течение дня, имитируя цвет солнца. Эти системы можно найти в некоторых больницах и домах престарелых, а теперь они также развернуты в офисных зданиях и даже школах. Они также становятся все более популярными в умных домах, где ими можно управлять с помощью приложения для смартфона.Сегодня мы все больше задумываемся о влиянии освещения на здоровье. Уменьшение бликов, технологии без мерцания и циркадное освещение, все это необходимо, чтобы создать среду, которая не только приятна визуально, но и поддерживает наше физическое и психическое благополучие.

Биофильное освещение

Еще одна перспективная тенденция, которая стремится к связи с природой путем включения природных элементов, таких как солнечный свет, растительность и вода, в дизайн внутреннего освещения. В этом случае свет проходит сквозь растение или водный объект или отражается от него, образуя более органичный и естественный узор.

Некоторые конкретные примеры биофильного освещения включают установку вертикальных садов со встроенным освещением в офисах, гостиницах и больницах или использование светильников, имитирующих естественный солнечный свет, с различными цветами и интенсивностью в течение дня для имитации естественного цикла света. Эти методы биофильного освещения приносят пользу здоровью и благополучию людей, а также улучшают дизайн и эстетику внутренних помещений, обеспечивая больше контакта с природой.

Li-Fi (Light Fidelity)

Это новая технология, которая позволяет лампам передавать беспроводные сигналы данных в луче видимого света, потенциально превращая ваше домашнее освещение в интернет-маршрутизатор. Исследования и разработки этой технологии продолжаются уже некоторое время, и на выставке LuxLive был представлен первый в мире светильник с поддержкой Li-Fi. Светильник Ores, созданный французским производителем Lucibel и шотландским стартапом pureLifi, выглядит как традиционный потолочный светильник, за исключением небольшого черного ящика, прикрепленного к задней части, в котором находится инновационная технология Li-Fi.

Ores передает до 45 мегабит данных в секунду и потенциальная скорость может быть намного выше. Благодаря тому, что гигант освещения Philips и другие компании по всему миру инвестируют в исследования и разработки Li-Fi, вскоре все дома и предприятия могут подключаться к Интернету именно с его помощью.

Будущее светодизайна

Интерактивное и художественное освещение

Будущее дизайна освещения выходит за рамки простой функциональности. Освещение само по себе становится формой искусства. Дизайнеры создают интерактивные световые инсталляции, которые реагируют на действия пользователя. Эти инсталляции не только ошеломляют визуально, но и открывают новые возможности для творчества и участия общественности.

Минимализм и элегантный дизайн

Минималистичные светильники, которые органично сочетаются с архитектурными элементами, набирают популярность. Акцент делается на чистых линиях, ненавязчивом дизайне и светильниках, которые служат своей цели, не затмевая пространство, которое они освещают.

Наружное и ландшафтное освещение

Также претерпевает трансформацию. Ландшафтные архитекторы и дизайнеры используют инновационные методы освещения. Они включают в себя творческое использование светодиодных светильников, решений на солнечной энергии и экологически чистый дизайн, гармонизирующий с окружающей природой.

Умные города

Как сделать города более безопасными, а освещение более эффективным? Снизить высокие затраты на электроэнергию и эксплуатационные расходы? Сократить воздействие инфраструктуры на окружающую среду?

Умный город — это концепция городского развития, направленная на безопасную интеграцию множества информационных и коммуникационных технологий с решениями Интернета вещей для управления активами города.

Несколько европейских городов сегодня участвуют в проектах по использованию умных технологий в общегородском масштабе. Они планируют использовать их для мониторинга транспортных потоков, управления уличным освещением, оптимизации утилизации отходов и для многих других приложений, которые могут сэкономить деньги и энергию в ряде государственных услуг. Подобные идеи сегодня набирают обороты. Умное освещение само по себе дает немедленные преимущества. Затраты на электроэнергию сразу сокращаются на 35%, а эксплуатационные расходы на 42%.

Отличным примером является Абу-Даби, где благодаря внедрению контроллеров inteliLIGHT, обеспечивающих контроль уровня освещения, были успешно интегрированы другие датчики и приложения. Установленные совместимые решения Интернета вещей повысили качество и производительность городских услуг, таких как энергетика, транспорт и коммунальные услуги, а также снизили затраты и одновременно повысили эффективность.

Целью было создание настоящей синергии умного города. Управление уличным освещением было интегрировано с 10 другими городскими службами, такими как: отслеживание активов, мониторинг качества воздуха, умная парковка, учет воды, и даже обнаружение пальмового долгоносика.

Потенциально каждым аспектом городского планирования можно тщательно управлять, используя огромные объемы данных, собранных с датчиков, установленных в ключевых местах. Уличные фонари можно настроить таким образом, чтобы оперативно регулировать их яркость и минимизировать световое загрязнение, принять меры по уменьшению заторов на дорогах в режиме реального времени, а «умные» мусорные баки смогут сообщать службам по утилизации отходов.

Уличные фонари в том виде, в каком они есть сегодня, вызывают беспокойство из-за того, сколько энергии они потребляют, а также из-за того, что они увеличивают световое загрязнение в городах, ярко горя, когда вокруг никого нет. Умные городские фонари могут управляться дистанционно и адаптироваться к различным ситуациям. Это и работа от датчиков движения с предупреждением окружающих столбов, также свет может включается ночью с меньшей силой (к примеру 20%), и интеллектуальное использование освещения для управления дорожным движением.

Автономные световые столбы могут питаться от встроенных солнечных батарей и ветряной турбины, а также иметь хранилище энергии, что позволяет использовать их как в сети, так и вне ее, что гарантирует их возможность установки где угодно. Их использование может быть расширено за счет наружного интеллектуального уличного освещения с такими опциями, как видеонаблюдение, подключения зарядных устройств для электромобилей, Wi-Fi, датчики интеллектуальной парковки и дорожного движения, датчики окружающей среды и многое другое.