تونل خورشیدی چیست؟

تونل خورشیدی چیست؟

تونل های خورشیدی دستگاه های نسبتا ارزان قیمتی هستند برای وارد کردن نور خورشید به درون ساختمان در جایی که فضا برای استفاده از پنجره های سقفی محدود است. این دستگاه ها شامل یک پنل (Panel) که به صورت مجزا بر روی پشت بام از طرف بیرون ساختمان قرار می گیرد، کانالی که درجه انعکاس آن بسیار بالا است که نور را به داخل ساختمان منتقل می کند و یک دیفیوزر که نور را به طور طبیعی در فضا پراکنده می کند، است.

تونل های خورشیدی می توانند بر روی هر دو نوع سقف مسطح و شیبدار نصب شوند که این مسئله باعث می شود تا راه حلی فراگیر برای رفع مشکل روشنایی سرویس های بهداشتی تاریک، اتاق های زیر شیروانی و یا اتاق کارهای کوچک خانگی باشند. این دستگاه ها همچنین برای استفاده در تالارهای ورودی و راهرو ها مناسب هستند که با جایگزینی نور طبیعی به جای لامپ باعث کاهش مصرفو هزینه الکتریسیته می شوند.

نحوه عملکرد تونل های خورشیدی

همانطور که در شکل1 نیز مشاهده می شود، یک تونل خورشیدی از سه قسمت اصلی تشکیل شده است. قسمت پنل ورودی که بر روی پشت بام قرار می گیرد و نور از طریق این ورودی به داخل تیوب وارد می شود. پوشش قسمت ورودی نور از جنس شیشه است که می تواند شکل مسطح یا گنبدی شکل داشته باشد.

نور پس از ورود به داخل تیوب، با برخورد به سطح منعکس کننده داخل آن که معمولا از آینه یا فویل های آلومینیومی پوشیده شده به سمت داخل ساختمان هدایت می شود.قسمت انتهایی تیوب به شکل یک دیفیوزر طراحی می شود تا نور را قبل از ورود به ساختمان تا حد امکان پخش کند و روشنایی قابل قبولی به محل مورد نظر بدهد. قسمت انتهایی دیفیوزر نیز که در داخل ساختمان قرار دارد توسط شیشه پوشیده می شود. این شیشه ها معمولا جنبه تزیینی و زیبایی نیز دارند.

انتخاب تونل خورشیدی مناسب برای استفاده مورد نظر

به دلیل اینکه این سیستم ها برای رفع نیاز در کاربردهای بسیار متنوع وگستردهای طراحی و ساخته می شوند، در مرحله انتخاب نوع مناسب برای کاربرد خاص ما، معمولا با چند گزینه روبه رو می شویم. اولین ویژگی که در انتخاب یک تونل خورشیدی باید مشخص شود، این است که باید از تونل قابل انعطاف استفاده شود یا تونل صلب و غیر قابل انعطاف. این انتخاب بستگی به این دارد که بخواهیم نور را به کجا هدایت کنیم و در این مسیر باید از چه موانعی عبور کرد.

تونل های خورشیدی صلب

تونل های خورشیدی غیر قابل انعطاف از یک تیوب صاف و مستقیم مانند شکل2 تشکیل شده است که نور را به جایی که مد نظر است هدایت می کند. این تیوب ها را نمی توان خم کرد یا به آن زاویه داد، اما بیشترین میزان انتقال نور را، به دلیل مستقیم بودن مسیر حرکت نور، دارا می باشند. تونل های غیر قابل انعطاف معمول ترین انتخاب برای کاربردهایی است که در آن تیوب در فضای خالی بین پشت بام و سقف اتاق ها قرار گیرد.

تونل های خورشیدی قابل انعطاف

در تونل های خورشیدی قابل انعطاف، از تیوب های خم شده یا دارای زاویه استفاده می شود که در حین انتقال نور به داخل اتاق از میزان آن می کاهد. با این حال، به دلیل نحوه بازتاب نور از سطح داخلی منعکس کننده داخل تیوب، می توان موانعی را که از استفاده تونل های صلب جلوگیری می کنند، دور زد. برای مثال اگر اتاق زیر شیروانی ما حاوی سیستم های تهویه مطبوع و یا لوله کشی و... باشد، می توان با استفاده از تونل های قابل انعطاف از کنار این موانع عبور کرد.

تونل های منعطف، مناسبترین گزینه برای استفاده در فاصله های کم است که به ما این اجازه را می دهد تا بهترین مکان را بر روی پشت بام برای قرارگیری پنل دستگاه انتخاب کنیم و تیوب را از آنجا دقیقا به مکانی که روی سقف در نظر داریم هدایت کنیم، حتی اگر آن مکان به صورت مستقیم در زیر موقعیت پنل نباشد.

تونل خورشیدی عمودی

تونل های خورشیدی عمودی ساختاری مشابه تونل های معمولی دارند و تنها تفاوتشان این است که به جای قرار گرفتن در سقف، مانند شکل4، درون دیوار قرار می گیرند. کاربرد این تونل ها در مکان هایی است که به طور طبیعی نور خورشید را دریافت نمی کنند، مانند زیرزمین ها یا آپارتمان های طبقه ی منفی در یک ساختمان. طراحی این تونل ها به نحوی است که اجازه می دهد دیفیوزر داخل دیوار نصب شود نه درون سقف.

یک تونل خورشیدی تا چه میزان می تواند نور فراهم کند

مقدار نوری که یک تونل خورشیدی می تواند فراهم کند به چند فاکتور وابسته است. یکی از این فاکتورها این است که آیا پشت بام ساختمان به سمت جنوب است یا نه، در صورتی که پشت بام به سمت جنوب باشد، دستگاه قابلیت فراهم ساختن بیشترین میزان ممکن نور را خواهد داشت. در غیر این صورت نیز مشکلی به وجود نخواهد آمد، زیرا تونل های خورشیدی دارای قابلیت انعکاس نور خیلی خوبی هستند و می توانند میزان قابل قبولی از نور را در جهت های مختلف فراهم کنند.

فاکتور مهم دیگر، شکل و ابعاد اتاق است. برای مثال، اگر از یک تونل با قطر 10 اینچ در یک اتاق با مساحت 20 متر مربع استفاده شود، پراکندگی نور به میزانی نخواهد بود که بتواند کل فضا را به طور مناسب روشن کند.در بهترین شرایط یعنی رو به جنوب بودن پشت بام، یک تونل صلب با قطر 10 اینچ می تواند به مقدار 200-150 وات نور در فضا منتشر کند. در همین شرایط، این عدد برای یک تونل 14 اینچی به اندازه 250-200 وات خواهد بود.