Направи дарение на училище!

Доц. Пламен Цанков е ръководител на Лабораторията по осветителна техника и възобновяеми енергийни източници в Центъра за компетентност „Интелигентни мехатронни, eко- и енергоспестяващи системи и технологии“ и преподавател в Техническия университет в Габрово. Основните изследвания там са в областта на енергийната ефективност и цветовите и пространствените характеристики на лампите и осветителните тела.

Занимава се с осветителни тела, тъй като след обучението си като студент вижда, че в тази област има някаква магия и все още са останали доста неизвестни. Дори най-добрите учени всъщност не са успели да обяснят например защо светлината има свойства и на електромагнитна вълна и на частица.
В свободното си време спортува активно, още от младежките си години е състезател по тенис на маса, като в момента дори е картотекиран състезател в Б група на Габрово.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Лабораторните изследвания

Това, което той и колегите му изследват в лабораторията, доказва двете свойства на светлината. Там те измерват спектралното разпределение, доказват че тя е електромагнитна вълна, обръщат внимание на някои важни части на електромагнитното излъчване, включително на тези, които влияят на опасностите на светлината за нашето зрение, върху промяната в нивата на нашите хормони и оттам на нашата работоспособност.

Интересен факт

Светулката с нейната биолуминесценция е всъщност най-високо енергийно ефективният доказан светлинен източник с коефициент на полезно действие около 97%. Ние непрекъснато се опитваме да усъвършенстваме изкуствените светлинни източници, но сме все още много далеч от ефективността на светулката. Но все пак ни е показана посоката и най-вероятно в бъдеще органичните светодиоди, направени на базата на органични съединения, ще постигнат най-високата ефективност. Засега ги използваме само в най-скъпите модели телевизори и телефони, но все още не и в общото осветление.

Настоящи разработки

Лабораторията разполага със специален уред, представляващ спектрорадиометър с интегрираща сфера, в която се поставят изследваните лампи или цели осветителни тела. Самият спектрорадиометър измерва спектралното разпределение на светлинния поток от светлинните източници, като визуализира спектралното разпределение във видимата част от спектъра. Освен това се изчисляват някои много важни цветови показатели на светлинните източници, като например цветната температура и индексът на цветопредаване на светлинните източници.
Това е много важно например за осветителните тела във фотографията и киното. За да могат да се предават правилно цветовете от камерите, трябва да бъде висок индексът на цветопредаване на лампите, които осветяват наоколо.

Тази техника е уникална за България в тази си комбинация – спектрорадиометър с интегрираща сфера. С нея се правят доста интересни изследвания, тъй като допълнението на съвременния софтуер, който се използва тук, може да показва и определя количествено някои от важните като изследвания в последните години части от спектъра, като например наличието на опасна синя светлина. При някои от светодиодните технологии, които в момента са най-развити, тази светлина е доста повече от допустимото.

Ползата от изследванията

Измерванията на тези показатели, оказващи много голямо влияние върху здравето и работоспособността на хората, е едно от важните неща, които трябва да бъдат допълнени към знанията на електроинженерите студенти в областта на осветителната техника, за да може да се повиши светлотехническата култура на хората, в резултат на което те да започнат правилно да избират светлинните източници, като например лампите, които поставят в домовете си, така че те да бъдат по-безопасни за тяхното здраве и да дават по-качествена светлина.

Често използвани от хората са например лампи със студено бяла светлина, които потискат производството на мелатонин в техните организми и ги поддържат ненужно активни до много късно вечер, което им пречи на качествения сън и почивка. Такива изследвания се правят непрекъснато, в момента те са едни от най-модерните в осветителната техника, тъй като се доказа, че промяната в нивата на тези хормони не се получава от биологичния часовник на човека, а вследствие на спектъра на светлината, който попада в нашите очи. Природата ни е настроила така, че вечер при топло-бялата светлина на залеза да се засилва произвеждането на мелатонин. 

От гледна точка на биофизиологичните въздействия на светлината това е едно от най-интересните допълнения, които ни дава една такава модерна лаборатория.

Друга посока на изследванията е спектралното излъчване в областта на чувствителност на фотосинтезата на растенията, където университетът има разработки, включително и студентски, на оранжериен светодиоден осветител, който вече не е предназначен за хора, а за отглеждане на растения в затворени пространства. Тази отделна област на науката за осветлението се очаква в бъдеще да бъде силно развита, тъй като много държави изпитват проблеми при изхранването с площите, с които разполагат. А това е и единственият начин, ако тръгнем да завладяваме космоса, да можем да си произвеждаме храна по някакъв естествен начин.

Доста интересен раздел, свързан с осветлението, е т. нар. облъчвателна техника, която напоследък покрай covid-19 стана доста актуална, тъй като излъчващите UVC светлина – това се нарича бактерицидна зона на излъчването – на практика убиват всякакви органични материи, включително вируси и бактерии. Така че това е един от най-ефективните начини за дезинфекция на повърхности и помещения. Това отново има отношение към осветителната техника, тъй като това също са светлинни източници, но с излъчване в тази точно определена част от спектъра.

Очаквания за близкото бъдеще

Наред с осветителната техника учените от лабораторията се занимават и с фотоволтаични системи и електроцентрали. Самата лаборатория разполага с главно табло, инвертори и компютри, които управляват три фотоволтаични централи, разположени на покрива на сградата. При това са използвани различни технологии за фотоволтаичните модули – монокристален силиций, кадмиев телурид и медно-индиево-галиев диселенид, като същевременно на покрива на електората има други две електроцентрали с други две технологии – аморфен и поликристален силиций, с обща мощност над 1 гигават (или повече отколкото на един атомен реактор от АЕЦ Козлодуй). Изследванията, които те правят с всички тези електроцентрали, са изключително важни, тъй като България всъщност много разчита на такава фотоволтаична енергетика. 

Учените много често успяват да предпазят евентуалните по-малки инвеститори от някои грешки, които биха могли да допуснат при проектирането и експлоатацията на фотоволтаични електроцентрали. Например, когато поставят фотоволтаични панели, но под два различни наклона, а пък ги свържат към един и същ инвертор, като по подобен начин не могат да използват ефективно енергията. Друг често срещан погрешен подход е слагането на акумулатори към фотоволтаичните системи, тъй като се оказва, че енергията, която те произвеждат, не е достатъчна, за да покрие цената за нови акумулатори, когато старите излязат от строя. Все още такъв тип системи с акумулиране на енергията са икономически неефективни, но покрай електромобилната индустрия тези акумулатори се развиват много силно, животът им се удължава, а цените им намаляват непрекъснато. Така че вървим към преломния момент, в който ще стане икономически изгодно да бъде акумулирана енергията. Това ще бъде един преломен момент в много индустрии – енергетиката, автомобилостроенето и въобще в подобен тип електроцентрали. Тогава реално ще стане безсмислено да използваме автомобили с двигатели с вътрешно горене, тъй като електромобилите ще станат по-ефективни и изгодни. Реално всеки ще предпочита сам да си акумулира електроенергията, а не да я купува от електроразпределителното дружество. 

Всички интервюта вижте в броя Лицата на Оперативна програма „Наука и образование за интелигентен растеж“

Повече вижте тук: https://nauka.bg/licata-opnoir-avgust/

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!