Расход энергии ниже на 40 процентов. и более высокий уровень жизни. Таковы перспективы, нарисованные исследователями из Принстонского университета. В американской лаборатории разработан новый вид оконного стекла.
Темнее, так дешевле
Стекло, представленное исследователями, автоматически темнеет при ярком солнечном свете. Это уменьшает количество света и тепла, попадающего в дом. Летом это очень желательный эффект, потому что он повышает комфорт использования комнат и снижает расходы на кондиционирование воздуха.
Поддержание нужной температуры - постоянная проблема в офисных зданиях, но жара также может повлиять на жителей частных домов. Дополнительная энергия повышает температуру, особенно в новостройках с современным большим остеклением. Чем лучше окна, тем меньше потери тепла - в некоторых современных виллах было бы так же жарко, как в теплице, если бы не внешние жалюзи, тяжелые шторы и другие барьеры для защиты от солнечных лучей.
Интеллектуальные окна
Умные окна с электрической тонировкой существуют уже много лет. Они используются, например, в автомобилях и некоторых современных зданиях. Разрабатываются различные технологии, использующие жидкокристаллические полимеры или явление электрохромизма, обратимые оптические изменения, происходящие под действием потока электронов, то есть тока.
Однако общим недостатком продуктов, разработанных до сих пор, является высокое потребление энергии. На практике это исключает повсеместное использование окон с автоматической тонировкой. Они не только дороже обычного стекла, но и требуют источника питания и, прежде всего, специальной установки. Поэтому их сложно рассматривать как экономичное решение. Даже если расходы на кондиционирование воздуха значительно снизятся после их использования, дополнительное потребление электроэнергии также должно быть включено в баланс.
Шаг вперед
По сравнению с ранее представленными решениями, у новых стекол есть принципиальное преимущество - они обладают автономным питанием. На самом деле это прозрачные фотоэлектрические элементы. Правда, мощность, которую они вырабатывают, небольшая, но ее достаточно, чтобы затемнить окна без электропитания извне.
Элементы работают в невидимом для человеческого глаза диапазоне, поэтому внутренняя часть не будет недоэкспонирована ежедневно. Они используют ультрафиолетовое излучение, которое просто блокируется обычными стеклами. При резком освещении окна постепенно темнеют, загораживая до 80%. Солнечный свет. Это, по мнению исследователей, может снизить расходы на холодильные камеры на 40 процентов.
Что немаловажно, клетки в виде тонкого покрытия можно наносить на обычное стекло. Для этого использовались органические полупроводники (cHBC).
Пока технология находится в экспериментальной фазе, она все еще требует многих улучшений, прежде чем она дойдет до стадии коммерческого применения. На данный момент изобретатели представили прототип площадью около 10 см2 и генерируемым напряжением 1,6 В. КПД намного ниже, чем у обычных солнечных элементов, но ключевой особенностью была прозрачность, тогда как обычные кремниевые элементы черные.
В долгосрочной перспективе вы можете представить себе множество практических применений этой технологии, например, приклеивание фольги к окнам в домах, улучшение окон в автомобилях, автобусах и поездах.
Количество света, попадающего в салон, может быть изменено пользователем через смартфон. Не менее важна возможность снижения затрат. Достаточно дешевый продукт стал бы хитом. Цель исследователей - разработать покрытие, которое можно было бы нанести на существующие окна без дорогостоящей и трудоемкой замены всей створки.
Экспериментальные лобовые стекла были представлены в июне 2017 года. Их создатели - исследователи из Принстона, работающие в команде профессора Юэ-Лин (Линн) Лу. Результаты исследования описаны в журнале Nature Energy (опубликован 30 июня 2017 г.).
Содержание статьи появилось на сайте dom.wp.pl. Автор текста: Кшиштоф Земба