У умного стекла светлое будущее

На здания приходится 40 % потребления первичной энергии и 36 % общих выбросов CO2. И, как мы знаем, выбросы CO2 вызывают глобальное потепление, повышение уровня моря и серьезные изменения в океанических экосистемах.

Замена неэффективных зон остекления зданий энергоэффективными "умными" стеклопакетами обладает огромным потенциалом снижения энергопотребления для освещения и контроля температуры.

Умные окна MOEMS

Хармут Хиллмер и др. из Университета Касселя в Германии демонстрируют этот потенциал в статье "MOEMS микрозеркальные массивы в интеллектуальных окнах для управления дневным светом", опубликованной недавно в первом номере журнала "Оптические микросистемы".

Подписывайтесь на наш youtube канал!

"Наше "умное" остекление основано на миллионах микрозеркал, невидимых для голого глаза, и отражает поступающий солнечный свет в соответствии с действиями пользователя, положением солнца, днем и сезонами, обеспечивая персонализированное управление освещением внутри здания", - сказал Хиллмер.

Массив микрозеркал неуязвим для ветра, мытья окон и любых погодных условий, потому что он расположен в пространстве между оконными стеклами, заполненными инертным газом, таким как аргон или криптон. Окна обеспечивают бесплатное солнечное тепло зимой и предотвращают перегрев летом, а также обеспечивают здоровый естественный дневной свет, огромную экономию энергии (до 35 %), массивное сокращение выбросов CO2 (до 30 %) и 10 % снижение выбросов от использования стали и бетона в многоэтажных зданиях.

Помимо энергетической проблемы, искусственное освещение также имеет последствия для здоровья и хорошего самочувствия. Различные исследования связывают искусственное освещение с недостаточной концентрацией внимания, высокой восприимчивостью к болезням, нарушением биоритмов и бессонницей. Умное стекло может уменьшить зависимость от искусственного освещения, оптимизируя естественное дневное освещение в помещении.

a) Если летом ни один из пользователей не присутствует, все зеркала переключаются вертикально, сохраняя солнечное тепло на улице. Это позволяет экономить огромную энергию за счет минимизации теплопередачи. b) Как только присутствие пользователя обнаруживается датчиками летом, верхние зеркала открываются и отражают дневной свет на потолок. Комната остается прохладной там, где ни один из пользователей не стоит, что позволяет экономить энергию при климатизации. Части помещения, расположенные вдали от окна, могут эффективно освещаться дневным светом, что позволяет экономить энергию на искусственном освещении. c) Если ни один из пользователей не присутствует зимой, все зеркала открываются и собирают энергию, отражая солнечное излучение на стену, выступая в качестве радиационного нагревателя. d) Как только присутствие пользователя обнаруживается зимой, все зеркала перенаправляют всю солнечную радиацию на потолок, чтобы свести к минимуму блики. Теперь потолок работает как радиационный нагреватель, экономя энергию для отопления.

Современные системы интеллектуального остекления в настоящее время оптимизированы либо для зимы, либо для лета, и не в состоянии обеспечить энергосберегающие характеристики круглый год. Потребовалась интеллектуальная автоматическая технология, способная реагировать на местный климат ( день, сезон), использовать имеющийся солнечный свет, регулировать свет и температуру, а также экономить значительные объемы энергии.

Исследовательские микрометрические массивы MEMS интегрированы в изоляционное остекление и управляются электронной системой управления. Ориентация зеркал контролируется напряжением между соответствующими электродами. Датчики движения в помещении определяют количество, положение и движение пользователей в помещении.

Результатом является значительно более высокая скорость срабатывания в субмодальном диапазоне, в 40 раз меньшее потребление энергии по сравнению с электрохромными или жидкокристаллическими концепциями, отражение вместо абсорбции и нейтральность цвета. Были проведены быстрые испытания на старение микрозеркальной структуры с целью изучения надежности и выявления устойчивости, прочности и длительного срока службы микрозеркальных массивов.

И с такими положительными результатами, преимущества этого умного стекла являются кристально чистыми. опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet