Группа ученых Китайской академии наук под руководством доктора Янфэнь Гао представила прототип новых окон, способных не только регулировать прозрачность светового потока, но и запасать, а потом и генерировать электроэнергию.
Идея экономии заставила инженеров найти конструктивное и технологическое решение для окон, которые адаптируют свою работу применительно к наружным погодным условиям.
Главной задачей, по словам доктора Янфэнь Гао, стало сохранение прозрачности при включении в систему окна солнечной батареи, которую в обычных условиях невозможно сделать прозрачной. Группа разработчиков установила, что применение оксида ванадия в качестве прозрачного покрытия может изменять оптические свойства окна и добиться их регулировки в зависимости от окружающей среды. Оксид ванадия при температуре ниже 68 градусов становится прозрачным для инфракрасного излучения, а выше – отражает и рассеивает солнечные лучи, продолжая пропускать свет.
Конструкция представляет собой «бутерброд» из поликарбонатного стекла и пленки оксида ванадия, в торцах пакета установлены солнечные батареи, на которые падает рассеянный солнечный свет – в результате конструкция может выдавать дополнительную электроэнергию, которую можно использовать для освещения, нагрева воды или аккумулирования с целью дальнейшего использования. Систему можно запрограммировать на оптимальный режим работы и решить эксплуатационную проблему запотевания стекла за счет смещения «точки росы»: вопрос почему потеют окна и как избавиться от запотевания просто не возникнет.
Технология позволяет существенно экономить на освещении, отоплении или охлаждении зданий – накопленная электрическая энергия может использоваться на любые нужды. Солнечная энергия обладает колоссальными возможностями. К примеру, в декабре – самый неблагоприятный месяц с точки зрения солнечного освещения – нагрев 300 литров воды с 5 до 55 градусов и поддержка этой температуры может обеспечить солнечная энергия, собираемая с 18 кв. метров. В летний период площадь солнечных батарей меньше как минимум в 4 раза.
Согласно технической рецензии и данным, опубликованным в журнале Nature Scientific Reports, работа китайских ученых полностью соответствует принципам, заложенным в основе энергосбережения: способностью регулировать температуру внутри помещения в автоматическом режиме, необходимой прозрачностью, и – самое главное – не требует дополнительного источника питания для поддержания работоспособности всей системы.
