Development of a simple light pipe from a Fresnel lens
Main Article Content
Abstract
This research is to develop a simple light pipe from the Fresnel lens. Fresnel lens was applied to be a light source to supply natural light to a light pipe that made from a zinc sheet. The objective of the study is (1) find out the best focal length or focal distance of the Fresnel lens (size 28.5 cm × 28.5 cm), (2) the best range of a horizontal shaped tube, after that (3) the light pipe will be tested for an actual use with a 1 m2 simulation room. The results found that the optimum focal distance of the Fresnel lens is in the range of 15 to 20 cm. with the luminance between 339 and 553 Lux. The best horizontal distance of the light pipe must be installed with mirrors to help reflect the light in the bend of the light pipe. The optimum length is 200 cm, with the luminance is 292 Lux. Also, the results from the actual test with the simulation room, when the installation of the LED lamps will increase the potential of the light pipe to be able to apply in the buildings or outside the buildings. The illumination that can be used to use the light pipe is approximately 400 Lux. Moreover, the research has conducted economic analysis. The study indicated that a light pipe will save electricity equal to 18.5 kWh/year, and the payback period of the light pipe is around 10.8 years.
Article Details
References
2. DEDE. Solar hot water: Department of Alternative Energy Development and Efficiency (DEDE); 2017 [cited 2017 1 January]. Available from: http://www.solarhotwaterdede.com/en/.
3. Kocifaj M, Petržala J. Designing of light-pipe diffuser through its computed optical properties: A novel solution technique and some consequences. Solar Energy. 2019;190:386-95.
4. Vasilakopoulou K, Kolokotsa D, Santamouris M, Kousis I, Asproulias H, Giannarakis I. Analysis of the experimental performance of light pipes. Energy and Buildings. 2017;151:242-9.
5. Sharma L, Ali SF, Rakshit D. Performance evaluation of a top lighting light-pipe in buildings and estimating energy saving potential. Energy and Buildings. 2018;179:57-72.
6. ภิญโญ ชุมมณี, จันทกานต์ทวีกุล, ชูเกียรติ คุปตานนท์ และปัญญรักษ์ งามศรีตระกูล, editor การออกแบบการใช้แสงธรรมชาติผ่านท่อนำแสงในอาคารในภูมิอากาศภาคใต้ของประเทศไทย. การประชุมเสนอผลงานการวิจัยระดับบัณฑิตศึกษา ครั้งที่ 4; 2549 31 มีนาคม 2549; มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์.
7. นศมา เพี้ยนภักตร์. รูปแบบและขนาดช่องเปิดของช่องแสงที่หลังคาเพื่อการนำแสงธรรมชาติมาใช้ในอาคารประเภทซุปเปอร์สโตร์. คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย; 2552.
8. Mohelnikova J. Tubular light guide evaluation. Building and environment. 2009;44(10):2193-200.
9. บริรักษ์ อินทรกุลไชย. การออกแบบและพัฒนาระบบท่อนำแสงแนวนอนสำหรับอาคารประเภทสำนักงาน. วารสารวิจัยพลังงาน ปีที่ 7 ฉบับที่ 2. 2553:14-26.
10. ศิวดล อุปพงษ์, ยิ่งสวัสดิ์ ไชยะกุล. การใช้แสงธรรมชาติในอาคารผ่านท่อนำแสงแนวดิ่ง (Daylighting in Building Through a Vertical Light Pipe). วารสารวิชาการ คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น. 2556:78-85.
11. กรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงาน. มาตรฐานความเข้มของแสงสว่าง. 2561.
12. Swift P, Smith G. Cylindrical mirror light pipes. Solar Energy Materials and Solar Cells. 1995;36(2):159-68.
13. Chirarattananon S, Chedsiri S, Renshen L. Daylighting through light pipes in the tropics. Solar energy. 2000;69(4):331-41.
14. Jenkins D, Muneer T. Light-pipe prediction methods. Applied energy. 2004;79(1):77-86.