Η ψύξη των κτιρίων είναι σε μεγάλο βαθμό ενεργοβόρα διαδικασία. Σύμφωνα με τον IEA (Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας), ο κλιματισμός αντιπροσωπεύει, σε παγκόσμια κλίμακα, σχεδόν το 10% των λογαριασμών ενέργειας για νοικοκυριά και επιχειρήσεις. Καθώς οι προσπάθειες για την απαλλαγή του οικιακού τομέα εντείνονται σε όλο τον κόσμο, μια καινοτομία από το Χονγκ Κονγκ θα μπορούσε να αλλάξει το παιχνίδι. Ερευνητές από την Ειδική Διοικητική Περιοχή του Δημοτικού Πανεπιστημίου της Κίνας έχουν αναπτύξει μια επαναστατική έξυπνη λύση υαλοπινάκων. Αυτό το νέο σύστημα, που ονομάζεται TC-BiPV (Thermochromic Bifacial Photovoltaic), αποτελείται από ένα διπλό ηλιακό πάνελ και ένα θερμοχρωμικό στρώμα. Αυτός ο συνδυασμός καθιστά δυνατή την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ενώ ρυθμίζει παθητικά την εσωτερική θερμοκρασία των κτιρίων.
Μια καινοτόμος δομή πολλαπλών στρώσεων
Το υλικό που χρησιμοποιείται για το θερμοχρωμικό στρώμα είναι μια υδρογέλη. Μια επιλογή με κίνητρο το μειωμένο κόστος, τη χαμηλή τοξικότητα και την ευκολία της μεγάλης κλίμακας κατασκευής του τελευταίου. Το πρόσφατα σχεδιασμένο σύστημα σχηματίζεται από πολλά στρατηγικά διατεταγμένα στρώματα. Από έξω προς τα μέσα, πρώτα βρίσκουμε το φωτοβολταϊκό γυάλινο πάνελ bifaciaL. Το τελευταίο χωρίζεται από έναν δεύτερο τοίχο με ένα διάκενο αέρα πέντε εκατοστών. Ο δεύτερος τοίχος που εξετάζουμε είναι το θερμοχρωμικό στρώμα. Έχει πάχος 1 mm και σφραγίζεται ανάμεσα σε δύο φύλλα γυαλιού.
Μια λύση παθητικής ενέργειας
Πριν προχωρήσουμε περαιτέρω, θα πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή η εφεύρεση περιγράφεται σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Κτίριο και Περιβάλλον. Η αποτελεσματικότητα του συστήματος έγκειται ακριβώς στην υβριδική αρχιτεκτονική του. Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα BiPV, διατεταγμένα σε μια μήτρα 6°-6 που καλύπτει περίπου το 45% της επιφάνειας, συλλαμβάνουν την ηλιακή ενέργεια. Το διάκενο αέρα, από την πλευρά του, δεν χρησιμεύει μόνο ως μόνωση, διευκολύνει την εγκατάσταση της καλωδίωσης και επιτρέπει την απλοποιημένη συντήρηση, καθώς κάθε εξάρτημα μπορεί να αντικατασταθεί ανεξάρτητα. Εξάλλου, ψύχει τα ηλιακά κύτταρα. Όσον αφορά την υδρογέλη, αυτό το υλικό έχει οπτικές ιδιότητες οι οποίες αλλάζουν ανάλογα με τη θερμότητα. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, παραμένει διαφανές, επιτρέποντας τη διέλευση του φυσικού φωτός. Ωστόσο, μόλις η θερμοκρασία αυξάνεται υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας, υφίσταται μετάβαση φάσης και γίνεται ημιδιαφανής.
Ενθαρρυντικά αποτελέσματα
Αυτή η αλλαγή στην αδιαφάνεια επιτρέπει στον υαλοπίνακα να μπλοκ μέρος του ηλιακού φάσματοςμειώνοντας έτσι την ποσότητα θερμότητας που εισέρχεται στο σπίτι. Αυτή η δυναμική διαμόρφωση προσφέρει βέλτιστη οπτική και θερμική άνεση βασιζόμενη σε έναν καθαρά παθητικό μηχανισμό. Οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν σε ένα πρωτότυπο έδειξαν πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα. Οι ερευνητές παρατήρησαν συγκεκριμένα πτώση της εσωτερικής θερμοκρασίας έως και 15,1°C. Παρατήρησαν επίσης αύξηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κατά 16,5% χάρη στην ανάκτηση του ανακλώμενου φωτός. Οι προσομοιώσεις σε ετήσια κλίμακα αποκάλυψαν επίσης ότι για τις γυάλινες στέγες, τα κέρδη διπλής όψης θα μπορούσαν να είναι μεταξύ 9 και 18%, σε σύγκριση με 6 έως 14% για κάθετα παράθυρα. Και στις δύο περιπτώσεις, η ομάδα από το Δημοτικό Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ αναφέρει πολύ καλύτερες επιδόσεις από τα παραδοσιακά συστήματα BiPV. Πώς σας φαίνεται αυτή η καινοτομία; Σας προσκαλώ να μοιραστείτε τη γνώμη σας στα σχόλια! Περισσότερες πληροφορίες για τη μελέτη: sciencedirect.com
Να δώσουμε μια τεχνική διευκρίνιση; Οι ειδικοί, δικοί σας.
