Tworzenie inteligentnych okien, które są również tanie

Okna, które pochłaniają lub odbijają światło i ciepło za naciśnięciem przełącznika, mogą pomóc obniżyć rachunki za ogrzewanie i chłodzenie. Firma o nazwie Soladygmat opracowała metody taniego wytwarzania tych elektrochromowych okien, dzięki czemu są one bardziej opłacalne w domach i budynkach biurowych.

Ciemne okulary: Soladigm demonstruje okno elektrochromowe w swojej siedzibie w Kalifornii. Do szyby po lewej stronie został doprowadzony prąd elektryczny, który ogranicza przepływ światła i ciepła.

Istniejące projekty okien elektrochromowych kosztują około 100 USD za stopę kwadratową. Soladigm nie ujawnił, ile będą kosztować jego okna, ale niektórzy eksperci twierdzą, że metoda może obniżyć koszt do około 20 USD za stopę kwadratową.

Firma z siedzibą w Milpitas w Kalifornii stosuje proces osadzania cienkowarstwowego, który tworzy warstwy przewodzące między dwiema szybami w celu kontrolowania ilości światła słonecznego i ciepła, które może przejść. Właściciel domu lub mieszkaniec biura może kontrolować, ile światła lub ciepła przez okno wpuszcza lub pochłania i odbija.

Okna firmy zawierają dwie przezroczyste przewodzące warstwy tlenków umieszczone między warstwą magazynującą jony, elektrolitem i warstwą elektrochromową – wszystko między dwiema warstwami szkła. Przyłożenie niskiego napięcia do przewodzącego tlenku wyrzuca jony z warstwy magazynującej i przez elektrolit, aby spotkały się z warstwą elektrochromową. Kolizja powoduje, że materiał elektrochromowy pochłania lub odbija światło. Powoduje również ciemnienie materiału, nadając oknu przyciemniony wygląd. Odwrócenie napięcia wysyła jony z powrotem do warstwy magazynującej, powodując, że okno rozjaśnia kolor i wpuszcza więcej światła.

Przeprowadziliśmy studium przypadku w pięciu miastach, a średnie oszczędności w budynkach komercyjnych stanowią około 25% rocznego zużycia energii na ogrzewanie, wentylację i klimatyzację – mówi Rao Mulpuri, dyrektor generalny Soladigm.

Sztuczką do taniego wytwarzania okien elektrochromowych są odpowiednie materiały i najnowsza metoda produkcji, mówi Mulpuri. Dzisiejszy sprzęt do osadzania cienkowarstwowego – ten sam używany do produkcji płaskich wyświetlaczy panelowych i cienkowarstwowych paneli słonecznych – jest znacznie lepszy niż ten używany kilkadziesiąt lat temu, kiedy pojawiła się koncepcja okien elektrochromowych.

Soladigm w swoich pierwszych oknach zastosuje warstwę elektrochromową na bazie tlenku wolframu. Tlenek wolframu może wytrzymać powtarzające się cykle między etapami bogatymi w jony i pozbawionymi jonów, co czyni go trwałym, mówi Delia Milliron , naukowiec Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) zajmujący się materiałami elektrochromowymi. Jednak użycie tlenku wolframu może nagrzać okno, aż będzie zbyt gorące, aby można je było dotknąć; nie blokuje również zbyt dobrze światła podczerwonego, co oznacza, że ​​przepuszcza dużo ciepła.

Soladigm posiada licencję na badania od LBNL, które mogą rozwiązać te problemy. Badania pochodziły z Tom Richardson , naukowiec z Departamentu Zaawansowanych Technologii Energetycznych LBNL, który znalazł nowe alternatywy dla tlenku wolframu. W jednym warstwa elektrochromowa na bazie magnezu reaguje z jonami wodoru, odbijając światło. W innym, w tym samym celu stosuje się stop antymonu z materiałami takimi jak miedź lub srebro z jonami litu. Podejścia odblaskowe nie tylko zapobiegają gromadzeniu się ciepła, ale także mogą precyzyjnie kontrolować ilość światła widzialnego i bliskiej podczerwieni, które blokuje okno, mówi Richardson.

Każde z tych podejść może lepiej kontrolować ilość ciepła z bliskiej podczerwieni, umożliwiając znaczne ogrzanie pomieszczenia w zimne dni. Może nadejść czas, kiedy chcesz zablokować światło, ale chcesz, aby dotarła do niego bliska podczerwień. Zimą chcesz, aby światło i ciepło ogrzały dom, więc możliwość przełączania obu lub niezależnie będzie idealna, Richardson mówi.

Możliwość zarządzania ilością światła i ciepła, które dostaje się do pomieszczenia, odróżnia okna elektrochromowe od okien niskoemisyjnych lub niskoemisyjnych. Okna niskoemisyjne mają powłokę z tlenku metalu, która odbija światło bliskiej podczerwieni i przepuszcza większość światła widzialnego. Okna te zazwyczaj kosztują około 10 USD za stopę kwadratową.

Niektórzy eksperci twierdzą, że montaż okien elektrochromowych może kosztować znacznie więcej niż montaż okien niskoemisyjnych w niektórych typach budynków. Aby wykonać całą fasadę, musiałbyś podłączyć prąd do każdego okna, a to może być kosztowne, mówi Aaron Smith, badacz z Centrum Badań Oświetleniowych Instytutu Politechnicznego Rensselaer. Trudniej byłoby też je zainstalować podczas modernizacji starszych budynków.

ukryć