مقایسهٔ کاربردی: نورگیر هوشمند تک‌آینه تکینولایت و سیستم‌های چندآینه (هلیوستات)
این مقاله برای مهندسین معمار و سازندگان توضیح می‌دهد که چگونه دو فناوری نورگیر خورشیدی تک‌آینه و چندآینه عمل می‌کنند و چه نکاتی در طراحی و اجرا باید در نظر گرفته شوند.
چطور کار می کنند ؟
نورگیر هوشمند تک‌آینه تکینولایت
یک آینهٔ واحد داخل یک محفظه شیشه‌ای نصب میشود تا گردوغبار و باد مزاحم نشوند.
با استفاده از محاسبات نجومی، هر صبح تا غروب دقیقاً به سمت خورشید می‌چرخد.
از این طریق همیشه نور با بالاترین دقت ردیابی میشود و وارد فضا میشود.
مناسب پاسیو های ساختمان های مسکونی و اداری می باشد.
سیستم چندآینه (هلیوستات)
مجموعه‌ای از آینه‌های تخت خارج از محفظه، پشت‌بام یا فضای باز نصب می‌شوند.
آینه مرکزی چرخان بر اساس سنسور نور جهت‌یابی می‌کند.
وقتی هوا آفتابی است در وسط روز نور قوی‌تری می‌دهد، اما در صبح و غروب به دلیل زاویه‌ها و سطح موثر بازتابش (effective reflected area) نور کمتری منعکس میشود.
در هوای ابری دقت جابجایی آینه‌ها کمتر است.
مناسب نیروگاه‌های بزرگ و پروژه‌های صنعتی است.
نورگیر هوشمند تک‌آینه تکینولایت
-
یک آینهٔ واحد داخل یک محفظه شیشه‌ای نصب میشود تا گردوغبار و باد مزاحم نشوند.
-
با استفاده از محاسبات نجومی، هر صبح تا غروب دقیقاً به سمت خورشید می‌چرخد.
-
از این طریق همیشه نور با بالاترین دقت ردیابی میشود و وارد فضا میشود.
-
مناسب پاسیو های ساختمان های مسکونی و اداری می باشد.
سیستم چندآینه (هلیوستات)
مجموعه‌ای از آینه‌های تخت خارج از محفظه، پشت‌بام یا فضای باز نصب می‌شوند.
آینه مرکزی چرخان بر اساس سنسور نور جهت‌یابی می‌کند.
وقتی هوا آفتابی است در وسط روز نور قوی‌تری می‌دهد، اما در صبح و غروب به دلیل زاویه‌ها و سطح موثر بازتابش (effective reflected area) نور کمتری منعکس میشود.
در هوای ابری دقت جابجایی آینه‌ها کمتر است.
مناسب نیروگاه‌های بزرگ و پروژه‌های صنعتی است.
✅ مزایا و محدودیت‌ها به زبان ساده
| ویژگی | تک‌آینه تکینولایت | هلیوستات چندآینه |
|---|---|---|
| نصب و نگهداری | نصب سریع، نیاز به سرویس سالانه | نصب پیچیده‌تر، نیاز به تنظیم مکرر |
| نمای ظاهری | جمع‌وجور و مخفی در محفظه | مجموعه آینه‌ها در پشت‌بام مشخص هستند |
| کیفیت نور | یکنواخت و عملکرد بهتر در زمانی که ارتفاع خورشید پایین است (صبح، بعد از ظهر، پاییز، زمستان) | نور قوی در ظهر، کم در صبح/عصر |
| دقت در ابری/باد | بدون تأثیر باد و گردوغبار | تأثیر‌پذیر از باد و ابر |
| کاربرد متداول | ساختمان‌های مسکونی و تجاری کوچک | نیروگاه خورشیدی و پروژه‌های بزرگ |
✅ هزینه‌ها (قیمت واحد)
- قیمت هر نورگیر هوشمند تک‌آینه تکینولایت: حدود ۱٬۰۰۰ دلار
- قیمت هر واحد سیستم چندآینه: حدود ۱٬۶۰۰ دلار
توجه: قیمت نصب و نگهداری هلیوستات بالاتر است به‌خاطر تعداد آینه‌ها و موتور های قوی تر به دلیل نصب در فضای باز.
✅ مقایسه عملکرد در صبح و بعدازظهر
مطالعات تخصصی نشان می‌دهد که در ساعات کم‌ارتفاع خورشید (صبح زود و غروب)، زاویه تابش نسبت به سطح افقی بزرگتر است و طبق قانون کسینوس، سطح مؤثر بازتابش برای هر آینه برابر است با مساحت آینه ضرب در کسینوس زاویه تابش (α). در سیستم تک‌آینه با ردیابی نجومی دقیق، تنها یک ضریب کسینوس α در محاسبات مؤثر است و این امکان را فراهم می‌کند که تقریباً تمام سطح آینه همواره در زاویه بهینه قرار گیرد؛ بنابراین حتی در ارتفاع کم خورشید تا ۲۰–۳۰٪ بازده بیشتر نسبت به هلیوستات حفظ میشود.
از سوی دیگر، در سیستم هلیوستات هر آینه ثابت یا با برد حرکتی محدود، علاوه بر کسینوس α، به دلیل انحراف در راستای محور سمت خورشید هم (β)، سطح مؤثر نهایی به صورت مساحت آینه × کسینوس α × کسینوس β محاسبه میشود. بنابراین در شرایط صبح و عصر، مقدار بازتاب تجمعی آرایه تا ۴۰٪ کاهش می‌یابد .
حتی افزودن تعداد آینه نیز باعث افزایش بازدهی نمی‌شود مگر آنکه همهٔ آینه‌ها در همان زاویه مؤثر قرار گیرند؛ به عبارت دیگر، سطح مؤثر بازتابش نهایی تابعی از جهت‌یابی دقیق است نه صرفاً تعداد آینه‌ها.
✅ پیشنهاد برای معماران و سازندگان
فضای پروژه را بررسی کنید: اگر پشت‌بام یا محوطه‌ای سخت‌دسترس دارید یا می‌خواهید ظاهر جمع‌وجورتری داشته باشید، سیستم تک‌آینه گزینهٔ بهتری است.
نیاز نوری فضا را بسنجید: برای نور ملایم و یکنواخت در تمام طول روز، تک‌آینه مناسب است؛ برای تمرکز نور شدید در وسط روز (مثلاً سالن ورزشی یا گلخانه صنعتی)، هلیوستات عملکرد بهتری دارد.
شرایط آب‌وهوایی را در نظر بگیرید: در مناطق بادخیز یا پرگردوغبار، سیستم بستهٔ تک‌آینه تعمیر و نگهداری کمتری می‌خواهد.
بودجه پروژه: اگر می‌خواهید هزینهٔ اولیه کم باشد و نگهداری ساده باشد، تک‌آینه اولویت دارد. اگر بودجه برای پروژه‌ای بزرگتر هست و هدف نور شدید در ظهر است، هلیوستات را انتخاب کنید.