Inteligentne okna – sposób na oszczędności

Wydatki na energię mniejsze o 40 proc. i wyższy standard życia Takie perspektywy rysują badacze z Uniwersytetu w Princeton. W amerykańskim laboratorium opracowano nowy rodzaj szyb okiennych.

Inteligentne okna – sposób na oszczędności
Źródło zdjęć: © Shutterstock.com

Ciemniej, więc taniej

Zaprezentowana przez badaczy szyba przyciemnia się automatycznie przy silnym nasłonecznieniu. W ten sposób zmniejsza się ilość światła i ciepła docierających do wnętrza domu. Latem to bardzo pożądany efekt, bo poprawia komfort korzystania z pomieszczeń i zmniejsza wydatki na klimatyzację.

Utrzymanie właściwej temperatury to stały problem w biurowcach, ale upał daje się we znaki także mieszkańcom domów jednorodzinnych. Dodatkowa energia podnosi temperaturę szczególnie w nowych budynkach, z modnymi dużymi przeszkleniami. Im lepszej klasy okna, tym mniejsze straty ciepła – w niektórych nowoczesnych willach byłoby gorąco jak w szklarni, gdyby nie zewnętrzne rolety, ciężkie zasłony i inne bariery chroniące przed słonecznymi promieniami.

Inteligentne szyby

Tak zwane inteligentne szyby przyciemniane elektrycznie są znane już od lat. Stosuje się je np. w samochodach i niektórych nowoczesnych budynkach. Rozwijane są różne technologie, wykorzystujące polimery ciekłokrystaliczne czy zjawisko elektrochromizmu, odwracalnych zmian optycznych zachodzących pod wpływem przepływu elektronów, a więc prądu.

Wspólną wadą dotychczas opracowanych produktów jest jednak spore zużycie energii. W praktyce wyklucza to powszechne zastosowanie automatycznie przyciemnianych szyb. Nie dość, że same w sobie są droższe od zwykłego szkła, to jeszcze wymagają zasilania a przede wszystkim specjalnej instalacji. Trudno je więc uznać za ekonomiczne rozwiązanie. Nawet jeśli wydatki na klimatyzację spadają po ich zastosowaniu znacząco, to w bilansie trzeba uwzględnić też dodatkowe zużycie elektryczności.

Obraz
© David Kelly Crow, princeton.edu

Krok naprzód

W porównaniu do wcześniej prezentowanych rozwiązań, nowe szyby mają fundamentalną zaletę – zasilają się same. Są właściwie przezroczystymi ogniwami fotowoltaicznymi. Co prawda, generowana przez nie moc jest niewielka, ale wystarcza do przyciemniania okien bez zasilania z zewnątrz.

Ogniwa działają w zakresie niewidocznym dla ludzkiego oka, więc na co dzień wnętrze nie będzie niedoświetlone. Wykorzystują promieniowanie z pogranicza ultrafioletu, które w zwykłych szybach jest po prostu blokowane. W ostrym świetle szyby stopniowo ciemnieją, blokując do 80 proc. promieni słonecznych. To zdaniem badaczy może ograniczyć wydatki na chłodzenie pomieszczeń o 40 proc.

Co ważne, ogniwa w postaci cienkiej powłoki mogą być nakładane na zwykłe szkło. Wykorzystano w tym celu organiczne półprzewodniki (cHBC).

Jak na razie technologia jest w fazie eksperymentalnej, wymaga jeszcze wielu ulepszeń zanim dojdzie do etapu komercyjnych zastosowań. Póki co wynalazcy zaprezentowali prototyp o powierzchni ok. 10 cm2 i generowanym napięciu rzędu 1,6V. Sprawność jest znacznie niższa niż w przypadku typowych ogniw fotowoltaicznych, ale kluczową cechą była przezroczystość, tymczasem zwykłe ogniwa krzemowe są czarne.

W dalszej perspektywie można sobie wyobrazić wiele praktycznych zastosowań tej technologii, jak choćby folia naklejana na szyby w domach, ulepszone okna w samochodach, autobusach i pociągach.

Ilość docierającego do wnętrza światła mogłaby być zmieniana przez użytkownika za pośrednictwem smartfona. Równie ważna jest możliwość zmniejszenia kosztów. Wystarczająco tani produkt byłby przebojem. A badacze za cel stawiają sobie opracowanie powłoki, którą można byłoby nakładać na już istniejące okna, bez drogich i pracochłonnych wymian całych skrzydeł.

Eksperymentalne szyby zostały zaprezentowane w czerwcu 2017. Ich twórcami są badacze z Princeton pracujący w zespole profesor Yueh-Lin (Lynn) Loo. Wyniki badań opisane zostały w magazynie Nature Energy (publikacja 30.06.2017).

Wybrane dla Ciebie

Roboty koszące to prawdziwy hit! Zadbany trawnik bez wysiłku
Roboty koszące to prawdziwy hit! Zadbany trawnik bez wysiłku
Przenośne ekspresy do kawy. Mała czarna zawsze z tobą
Przenośne ekspresy do kawy. Mała czarna zawsze z tobą
Mycie okien nigdy nie było tak łatwe. Z tymi gadżetami to przyjemność
Mycie okien nigdy nie było tak łatwe. Z tymi gadżetami to przyjemność
Twój pupil często zostaje sam? Przydatne gadżety dla psów i kotów
Twój pupil często zostaje sam? Przydatne gadżety dla psów i kotów
W lutym można już siać. Te warzywa są najlepszym wyborem
W lutym można już siać. Te warzywa są najlepszym wyborem
Co zrobić w lutym w ogrodzie? O tych pracach lepiej nie zapomnij
Co zrobić w lutym w ogrodzie? O tych pracach lepiej nie zapomnij
Rusza program Moja elektrownia wiatrowa. Możesz dostać nawet 47 tys. złotych
Rusza program Moja elektrownia wiatrowa. Możesz dostać nawet 47 tys. złotych
Jak wybrać fotel masujący? Relaks i rozluźnienie na zawołanie
Jak wybrać fotel masujący? Relaks i rozluźnienie na zawołanie
To ostatni moment na ten zabieg w ogrodzie. Bielenie drzew - jak skutecznie je wykonać
To ostatni moment na ten zabieg w ogrodzie. Bielenie drzew - jak skutecznie je wykonać
Dwa gadżety, które odmienią życie osób z bólem pleców
Dwa gadżety, które odmienią życie osób z bólem pleców
Jak wybrać promiennik ciepła? Alternatywa dla grzejników
Jak wybrać promiennik ciepła? Alternatywa dla grzejników
Odkurzacz pionowy to najlepszy pomocnik. Wygodne i szybkie sprzątanie
Odkurzacz pionowy to najlepszy pomocnik. Wygodne i szybkie sprzątanie