211service.com
Jak szyba okienna staje się inteligentniejsza
Technologie heliotropowe , startup na wczesnym etapie, który obecnie inkubuje się w Lawrence Berkeley National Laboratory, mógł znaleźć klucz do stworzenia pierwszego opłacalnego inteligentnego okna. Firma opracowała stosunkowo niedrogi kompozyt szklany o niespotykanej dotąd zdolności selektywnego blokowania promieniowania podczerwonego wytwarzającego ciepło słoneczne oraz światła widzialnego. Budynki wyposażone w takie szkło mogłyby być bardziej energooszczędne.
Inteligentniejsze szkło: Ostatnie badania prowadzone przez współzałożycieli Heliotrope zademonstrowały pierwsze szkło elektrochromowe, które może być odwracalnie przyciemniane, a także blokować promieniowanie podczerwone, gdy jest przezroczyste.
Firma od niedawna ogłoszony że zacznie wysyłać próbki do dużych producentów szkła, aby ocenić jego potencjał dla budynków komercyjnych i mieszkalnych. Ma zamiar wyprodukować swój pierwszy produkt w ciągu trzech lat.
Wielu ekspertów postrzega nową technologię inteligentnych lub dynamicznych okien — wykorzystujących szkło, którego przepuszczalność promieniowania słonecznego można zmienić na żądanie poprzez zastosowanie ciepła (termochromowe), światła (fotochromowe) lub elektryczności (elektrochromowe) — jako obiecujący sposób na ograniczenie zużycie energii na chłodzenie i oświetlenie budynków. Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej posiada Szacowany że powszechne stosowanie tej technologii może zmniejszyć zużycie energii w USA o około 5 procent. Rynek inteligentnego szkła pozostaje jednak niewielki i ogranicza się głównie do zastosowań niszowych, takich jak przyciemniane lusterka wsteczne w samochodach. Popyt na inteligentne okna jest niski, ponieważ koszty początkowe są zbyt wysokie dla większości potencjalnych nabywców.
Dwie firmy, Pogląd oraz Mędrzec elektrochromia , objęli prowadzenie w raczkującej branży. Ten ostatni został niedawno przejęty przez dużego producenta szkła, Saint-Gobain. Ale produkty pierwszej generacji, które te firmy wytwarzają, głównie modulują światło widzialne, a każda niewielka zmiana w ich zdolności do blokowania promieniowania podczerwonego (IR) może wystąpić tylko w tym samym czasie, w którym blokowane jest również światło widzialne, mówi. Delia Milliron , współzałożyciel Heliotrope, dyrektor naukowy firmy i pracownik naukowy w LBNL. Nie ma separacji w funkcji napięcia, które mamy w naszych materiałach.
Grupa Milliron w LBNL opublikowała artykuł w zeszłym miesiącu w Natura w którym opisał nowy szklany materiał kompozytowy, który można odwracalnie barwić i blokować promieniowanie podczerwone, pozostając jednocześnie przezroczystym — pierwsza demonstracja szkła, która pozwalała na niezależną kontrolę nad przepuszczalnością światła widzialnego i promieniowania podczerwonego. Nowy materiał może przełączać się między trzema trybami — w pełni przezroczystym, przezroczystym, ale blokującym promieniowanie podczerwone oraz blokowaniem zarówno promieniowania widzialnego, jak i podczerwonego — w zależności od przyłożonego napięcia. A kiedy szkło się przestawi, nie jest już konieczne przepływanie przez nie prądu.
Okienko elektrochromowe zasadniczo działa jak przezroczysty akumulator. Dwa kawałki przewodzącego szkła nakładają się na materiał elektrolitu, a zmiany w transmitancji szkła zachodzą w odpowiedzi na ładowanie i rozładowywanie elektrochemiczne.
W projekcie zademonstrowanym przez grupę Milliron nowy kompozyt, wykonany z nanokryształów tlenku indu i cyny osadzonych w szkle z tlenku niobu, jest osadzony z jednej strony i służy jako elektroda; druga elektroda jest umieszczona po przeciwnej stronie elektrolitu. Przyłożenie umiarkowanego napięcia powoduje, że nanokryształy zostają naładowane elektronicznie, co z kolei powoduje pochłanianie i blokowanie promieniowania IR. Przyłożenie nieco większego napięcia powoduje, że szkło z tlenku niobu zostaje zredukowane elektrochemicznie, co powoduje zabarwienie. Wreszcie, kolejne skromne napięcie powoduje, że szkło ponownie staje się całkowicie przezroczyste.
Chociaż Heliotrope nie wykorzystuje dokładnie materiałów użytych w opublikowanych badaniach Milliron, zastrzeżone kompozycje firmy są podobne do tych, które wykazała jej grupa, mówi współzałożyciel i prezes Jason Holt.
Według Holta, nowa, potężna funkcjonalność materiału Heliotrope nie jest nawet jego najważniejszą cechą wyróżniającą, przynajmniej w najbliższej perspektywie. Myślę, że to, co naprawdę rozszerzy rynek inteligentnych okien, to produkt, który jest znacznie tańszy niż to, co jest na rynku.
Produkty, które wytwarzają View i Sage, są około dwa razy droższe na metr kwadratowy dla użytkownika końcowego w porównaniu do typowego statycznego okna z podwójnymi szybami, mówi. Ponieważ materiał Heliotrope może być wytwarzany przy użyciu stosunkowo tanich technik osadzania w roztworze i nie wymaga droższych technik osadzania próżniowego zwykle stosowanych do wytwarzania elektrochromów, Holt uważa, że firma może ostatecznie wytwarzać produkty o cenach bardziej zgodnych z cenami standardu okna z podwójnymi szybami. To jest miejsce, w którym musisz być, jeśli chcesz zacząć postrzegać je jako produkty energooszczędne i poddawać je pomiarom zwrotu energii i tym podobnym.
Obecne inteligentne produkty szklane są tak drogie, a okres ich zwrotu jest tak długi, że kupowanie inteligentnego szkła wyłącznie na podstawie jego efektywności energetycznej nie jest czymś, co naprawdę się dzisiaj dzieje, mówi Eric Bloom, starszy analityk w Navigant Research, który niedawno autorem raport koncentruje się na rynku inteligentnego szkła. W rzeczywistości przez następne kilka lat, gdy Sage i View zwiększą swoje zdolności produkcyjne, rynek prawdopodobnie będzie napędzany głównie przez kupujących, których stać na zakup inteligentnego szkła tylko dlatego, że jest fajne, mówi Bloom. Jednak koszty spadają, a z perspektywy oszczędności energii, argumenty biznesowe dotyczące inteligentnego szkła będą wyglądać o wiele bardziej przekonująco za około pięć lat.
Na razie Heliotrope skoncentruje się na dostosowaniu swojej technologii produkcyjnej do tworzenia prototypów mierzonych w stopach kwadratowych zamiast w calach kwadratowych. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, mówi Holt, firma będzie produkować urządzenia o niewielkich rozmiarach, być może tak duże jak okno dachowe, w ciągu około dwóch i pół roku.