Одна из основных проблем жизни под землей заключается в том, что вы теряете всю ту чудесную энергию, которую дает солнце. Эта энергия полезна для многих вещей, включая выращивание растений для еды. Окно — это очень короткая труба, через которую солнечный свет попадает в комнату в обычном доме. Окна явно пропускают достаточно света, чтобы растения могли расти. Может ли кто-нибудь в подземном бункере использовать связку волоконно-оптических кабелей, чтобы провести в комнату достаточно света, чтобы растения могли расти? Если предположить, что это возможно, можно ли использовать ту же технику для питания солнечной печи?
Базовая установка будет состоять из 144 многожильных оптоволоконных кабелей длиной от 100 до 300 футов, прикрепленных к потолку бункера для обеспечения верхнего освещения. Кабели будут торчать из земли, чтобы собирать солнечный свет. Некоторые кабели тянулись вверх по деревьям, другие выглядывали из расщелин в скалах, а некоторые смешивались с низкой растительностью, такой как трава. Распределение кабелей будет рандомизированным и не будет указывать прямо на бункер по прямой линии, чтобы уменьшить шансы на обнаружение бункера. Кабели будут иметь линзы «рыбий глаз», прикрепленные к каждому концу, как бороскоп. Идея заключалась не в том, чтобы сформировать целостный образ, а просто в том, чтобы собрать и передать свет.
Детали реализации, описанные выше, могут быть адаптированы при необходимости. Некоторые из моих опасений связаны с общей возможностью использования оптоволоконных кабелей для подачи света. Имеющиеся в продаже оптоволоконные кабели настроены на определенный частотный диапазон света и в результате сильно ослабляют или отфильтровывают нужные мне длины волн? Будут ли слишком большие потери в передаче, чтобы получить световой поток, который мне нужен? Некоторое быстрое гугление показало, что диаметр волокна составляет 50 микрон, а пучок из 144 волокон имеет диаметр чуть меньше 3/4 дюйма. Это означает, что мое «окно» должно быть примерно в 2,5 раза больше, чем настоящее окно в обычном доме. Это кажется работоспособным, но я не знаю, будут ли потери настолько большими, что соотношение значительно ухудшится. При этом я не Не знаю, сколько ватт на самом деле требуется типичным пищевым культурам из примерно 1000 ватт на квадратный метр, которые дает солнце (в идеальных условиях). Я также не знаю, упускаю ли я что-то очевидное и фундаментальное....
Итак, чтобы повторить мой вопрос, могут ли имеющиеся в продаже оптоволоконные кабели пропускать под землей достаточно света, чтобы позволить выращивать продовольственные культуры? Если они могут обеспечить достаточное количество света для выращивания пищи, смогут ли они привести в действие солнечную печь?
Световоды — устоявшаяся архитектурная вещь. Разделение его на оптические волокна (по сути, множество маленьких световых трубок), вероятно, было бы дорого и привередливо, но, по-видимому, стоимость не имеет значения.
Соответствующий текст из статьи в Википедии:
Оптические волокна также можно использовать для дневного освещения. Система солнечного освещения на основе пластиковых оптических волокон разрабатывалась в Окриджской национальной лаборатории в 2004 г. Система была установлена в Американском музее науки и энергетики, штат Теннесси, США, в 2005 г. и в том же году выведена на рынок компанией. Солнечный свет Директ.
Редактировать: Чтобы решить проблемы, поднятые в комментариях, смешанные или многомодовые волокна, хотя и толще, чем телекоммуникационное оптическое волокно, способны передавать множество различных длин волн, которые будут служить для передачи по крайней мере псевдодневного света в бункер.
В качестве альтернативы, световоды все еще менее специализированы и сегодня используются в зданиях.
(Соответствующий текст из приведенного выше:
Волоконно-оптический световой люк от HUVCO Daylighting Solutions состоит из установленной снаружи панели, содержащей 64 линзы с компьютерным управлением, которые фокусируют солнечный свет в оптические волокна. Волокна передают естественный свет на расстояние до 60 футов (18 м), чтобы доставить его туда, где раньше это было невозможно.
)
Неа
Культурам нужен свет. Если им не будет хватать света, они поникнут и погибнут. С другой стороны, существует точка насыщения, поэтому не каждый ватт-час световой энергии надежно преобразуется в сахара. Свет должен оставаться между точкой компенсации и точкой насыщения , чтобы растение эффективно росло.
Сколько света? Точка насыщения светом, к которой мы постараемся приблизиться, зависит от вида растений и от их текущей фазы развития. 2% - 35% солнечного света в полдень - это значения, которые я нашел. Итак, я округлю и скажу, что нам нужно 10% мощности 40°N-лето-полдень. Полдень, то есть. Сила солнца будет уменьшаться до и после полудня. Таким образом, какой бы эффективностью ни обладали ваши волокна, они обязательно будут ограничивать продолжительность роста каждый день. (На улице растения все равно получат, например, достаточно солнечного света в 18:00, но при пропускании света по волокнам теряется еще 10%, и растение перестает эффективно фотосинтезировать; еще хуже, растениям тоже нужно есть, и чем дольше длится период отсутствия фотосинтеза, тем выше процент сахаров, произведенных во время фаз яркого света, которые они будут перекусывать во время фаз слабого освещения)
Если вы хотите выращивать м² культур с оптоволоконным освещением, они либо будут расти медленнее, либо вам нужно вводить свет с более чем одного м². Если вы пойдете другим путем и возьмете свет с одного м² и распределите его, скажем, на двух м², вы все равно сможете получить некоторый рост в течение нескольких минут около полудня... Таким образом, на каждый x м² посевов вам нужно как минимум x *(1+коэффициент потерь) м² оптоволокна - их может быть трудно замаскировать наверху...
Давайте будем великодушны и скажем, что ваше волокно само по себе ничего не теряет, потому что расстояние достаточно короткое, и солнечный свет почему-то не нуждается в специальной настройке, чтобы проникнуть в волокно при всех разных углах солнца и в пасмурную погоду (абсолютно невозможно). - это все еще оставляет концы, которые вносят по 0,3 дБ каждый - это означает, что вы потеряете только около 7% света. Таким образом, вы не пострадаете от такого сильного удара с точки зрения продолжительности роста в течение дня и, возможно, сможете обойтись 1: 1 потреблением клетчатки: посевная площадь; это означает, что нам нужно около 1000 м² входного волокна, чтобы накормить одного человека... Если окружающая среда не представляет собой сероватые пастбища с качеством волокна, это будет абсолютно невозможно замаскировать.
Проблемы с углом наклона солнца и отсутствие реальной пропускной способности в пасмурных условиях означают, что вам действительно понадобится x * 10 или больше, imo.
AlexP
AlexP
Эрик