Zespół Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej Departamentu Energii USA opracował wydajne energetycznie okna. Inteligentne materiały zmieniają swoją przeźroczystość zależnie od intensywności światła słonecznego.
Supermateriały kluczem do zrównoważonej deweloperki
Inteligentne, zrównoważone materiały to klucz do wydajnej energetycznie, bezemisyjnej przyszłości. Pochłaniające CO2 drewno i trawy mają szanse wyprzeć tradycyjny cement i cegły, a dodatkowa warstwa czyszczącej farby będzie oczyszczać wnętrza z zanieczyszczeń. Ciekawy koncept stanowią też materiały inteligentne, dopasowujące swoje właściwości do otoczenia. Dokładnie tego rodzaju materiałem są okna perowskitowe, opracowane przez naukowców z U.S. Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory (NREL).
Okna termochromowe, oparte na wykorzystaniu materiałów perowskitowych do pochłaniania energii słonecznej, przechodzą ze stanu przezroczystego do absorbującego lub odbijającego. Technologia zmniejsza obciążenia grzewcze w ciepłym klimacie i chłodnicze w chłodniejszych regionach.
Potencjalne przejście na systemy termochromowe pozwoli zaoszczędzić znaczną ilość energii rocznie, dzięki mniejszemu zapotrzebowaniu na energię grzewczą w budynkach biurowych o wysokim przeszkleniu w zimnych lub sezonowych klimatach.
Inteligentne szkło zmniejszy obciążenie energetyczne
Badania, które opierały się na oprogramowaniu do modelowania zachowania perowskitu sugerują, że dodanie laminatu termochromowego do okna z pojedynczą lub nawet podwójną szybą przyniesie znaczne oszczędności.
Technologia powlekania zrewolucjonizowała efektywność energetyczną okien selektywnie pochłaniając lub odbijając światło podczerwone, ale przepuszczając światło w widzialnej części widma słonecznego przez szkło. Jednak nieco ponad połowa energii słonecznej przypada na widzialne długości fal, więc potrzeba znacznych ilości energii do ogrzania lub schłodzenia budynków o dużych, przeszklonych fasadach. Nowe laminaty perowskitowe mogą to zmienić.
Okna termochromowe uruchamiają się przez temperaturę, a naukowcy obliczyli, że idealna temperatura przejścia mieści się w zakresie 20–27,5 stopni Celsjusza.
Jeśli temperatura przejścia jest zbyt wysoka, okno może nie oszczędzać energii, a budynki lepiej radzą sobie z oknami statycznymi. Interesujące jest to, że zakres ten obowiązuje w wielu różnych klimatach, od północnej Minnesoty po południową Kalifornię. Dzieje się tak, ponieważ okna dynamiczne zmniejszają przyrost ciepła słonecznego latem, aby oszczędzać klimatyzację, a także zwiększają zyski ciepła słonecznego, gdy ciepło jest potrzebne w zimy.
Lance Wheeler, kierujący projektem
Więcej o szczegółach dotyczących badań i kolejnych krokach zespołu można dowiedzieć się z oficjalnej publikacji naukowej dla Advanced Energy Materials.
