
پنجرههای هوشمندی که به سلولهای خورشیدی تبدیل میشوند

پنجرهها راهی مناسب برای ورود نور به خانهها هستند اما در ماههای تابستان که هوا بسیار گرم است این نور ناخواسته وارد میشود و این موضوع باعث میشود بسیاری از افراد بیوقفه از دستگاه تهویه هوا استفاده کنند.
به گزارش اخبار ساختمان، اکنون محققان آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر (NREL) آمریکا پنجرههایی را ایجاد کردهاند که با گرم شدن در برابر نور خورشید، میتواند به طور خودکار تغییر رنگ دهد تا ساختمانها را خنک نگه دارد و علاوه بر این، آنها همچنین میتوانند به پنلهای خورشیدی تبدیل شوند.
مدتهاست که شیشههای تغییر دهنده رنگ وجود دارد و از آنها معمولاً به عنوان لنزهای انتقالی برای عینکهایی که به طور خودکار در زیر نور ملایم رنگ میشوند مورد استفاده قرار میگیرند. اما اخیرا محققان تحولاتی را در آنها ایجاد کردهاند و در همین زمان نیز سلولهای خورشیدی شفاف (یا نیمه شفاف) از کارآیی بیشتری برخوردار شدهاند تا جایی که میتوانند در پنجرهها جای بگیرند.
در مطالعه جدید، محققان آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر این دو فناوری را در یک پنجره ترکیب کردهاند. محققان این را فناوری "فتوولتاییک ترموکرومیک"(thermochromic photovoltaic) نامیدند. پنجرهها با این کمک در صورت گرم شدن در برابر نور خورشید تغییر رنگ میدهند که این موضوع نیاز به خنک سازی را کاهش میدهد و هنگامی که این کار را انجام میدهد، شروع به برداشت انرژی از آن نور میکند.
پنجرهها از یک صفحه نازک از ساختار پروسکایت ساخته شدهاند که این ماده بین شکاف بین دو صفحه شیشهای قرار میگیرد و بخار حلال نیز بین این شکافها تزریق میشود.
ساختار پروسکایت (Perovskite) یکی از ساختارهای سهتایی مواد با فرمول عمومی ABO۳ است. این ساختار از هشتوجهیهای BO۶ تشکیل شده است که کاتیونهای بزرگ A در حفرات هشتوجهی قرار دارند. این ماده در ساخت سلولهای خورشیدی کاربرد دارد.
وقتی رطوبت کم است، پروسکایت شفاف باقی میماند و به پنجره اجازه میدهد تا نور را به طور معمول وارد کند. اما در دماهای خاص، بخار باعث میشود که بلورهای پروسکایت خود را به اشکال مختلف تبدیل کنند. بلورهای پروسکایت ابتدا به یک زنجیره، سپس یک ورق و سپس یک مکعب تبدیل میشوند. هر شکل جدید رنگ را تغییر میدهد، نور را در درجات مختلف مسدود میکند و دما را چند درجه کاهش میدهد. با تغییر رنگ، تولید برق آغاز میشود.
هنگامی که شیشه به دمای ۹۵ و ۱۱۵ درجه فارنهایت(۳۵ و ۴۶ درجه سانتیگراد) میرسد، پنجرهها میتوانند طی هفت ثانیه بین چندین رنگ مختلف از شفاف به زرد، نارنجی، قرمز و قهوهای جابجا شوند. محققان میگویند که یک نمونه اولیه پنجره با استفاده از این فناوری جدید میتواند ظرف یک سال ساخته شود.
یافتههای این مطالعه در مجله "Nature Communications" منتشر شده است.
ایسنا
مدتهاست که شیشههای تغییر دهنده رنگ وجود دارد و از آنها معمولاً به عنوان لنزهای انتقالی برای عینکهایی که به طور خودکار در زیر نور ملایم رنگ میشوند مورد استفاده قرار میگیرند. اما اخیرا محققان تحولاتی را در آنها ایجاد کردهاند و در همین زمان نیز سلولهای خورشیدی شفاف (یا نیمه شفاف) از کارآیی بیشتری برخوردار شدهاند تا جایی که میتوانند در پنجرهها جای بگیرند.
در مطالعه جدید، محققان آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر این دو فناوری را در یک پنجره ترکیب کردهاند. محققان این را فناوری "فتوولتاییک ترموکرومیک"(thermochromic photovoltaic) نامیدند. پنجرهها با این کمک در صورت گرم شدن در برابر نور خورشید تغییر رنگ میدهند که این موضوع نیاز به خنک سازی را کاهش میدهد و هنگامی که این کار را انجام میدهد، شروع به برداشت انرژی از آن نور میکند.
پنجرهها از یک صفحه نازک از ساختار پروسکایت ساخته شدهاند که این ماده بین شکاف بین دو صفحه شیشهای قرار میگیرد و بخار حلال نیز بین این شکافها تزریق میشود.
ساختار پروسکایت (Perovskite) یکی از ساختارهای سهتایی مواد با فرمول عمومی ABO۳ است. این ساختار از هشتوجهیهای BO۶ تشکیل شده است که کاتیونهای بزرگ A در حفرات هشتوجهی قرار دارند. این ماده در ساخت سلولهای خورشیدی کاربرد دارد.
وقتی رطوبت کم است، پروسکایت شفاف باقی میماند و به پنجره اجازه میدهد تا نور را به طور معمول وارد کند. اما در دماهای خاص، بخار باعث میشود که بلورهای پروسکایت خود را به اشکال مختلف تبدیل کنند. بلورهای پروسکایت ابتدا به یک زنجیره، سپس یک ورق و سپس یک مکعب تبدیل میشوند. هر شکل جدید رنگ را تغییر میدهد، نور را در درجات مختلف مسدود میکند و دما را چند درجه کاهش میدهد. با تغییر رنگ، تولید برق آغاز میشود.
هنگامی که شیشه به دمای ۹۵ و ۱۱۵ درجه فارنهایت(۳۵ و ۴۶ درجه سانتیگراد) میرسد، پنجرهها میتوانند طی هفت ثانیه بین چندین رنگ مختلف از شفاف به زرد، نارنجی، قرمز و قهوهای جابجا شوند. محققان میگویند که یک نمونه اولیه پنجره با استفاده از این فناوری جدید میتواند ظرف یک سال ساخته شود.
یافتههای این مطالعه در مجله "Nature Communications" منتشر شده است.
ایسنا
برچسب ها:
پنجره هوشمندتازهترین اخبار ساختمان
نحوه بازسازی تهران بررسی شد
لزوم تسریع در بازسازی اماکن تخریب شده در جنگ
آینده سیستمهای گرمایش و سرمایش در ساختمانهای مسکونی
راهبرد ثمسکن برای حمایت از بازار
پروژه های تامین مسکن فرهنگیان در جنگ متوقف نشد
خدمات رایگان نظام مهندسی برای ساختمان های آسیب دیده
آسیب دیدگان جنگ به این آدرس ها مراجعه کنند
وضعیت فرونشست در کشور نیاز به توجه ویژه دارد
بهترین پوشش ضد اسید برای سازه های بتنی
در دل انفجار، صدای تولید خاموش نشد
تخصیص وام قرضالحسنه به واحدهای تخریب شده
بهبود روند اجرای مسکن ملی با تسهیلات یک میلیاردی
عملکرد ناامیدکننده بانک ها در بافت های فرسوده
اجاره خانه به اتباع غیرمجاز ممنوع شد
حدود 3500 واحد در تهران از حملات رژیم صهیونیستی آسیب دیده اند
پربازدیدترین اخبار
آینده سیستمهای گرمایش و سرمایش در ساختمانهای مسکونی
لزوم تسریع در بازسازی اماکن تخریب شده در جنگ
نحوه بازسازی تهران بررسی شد
ریزش قیمت مسکن در تهران واقعیت دارد؟
بسازوبفروش ها از بازار ساخت و ساز حذف شدند
بهترین پوشش ضد اسید برای سازه های بتنی
وضعیت فرونشست در کشور نیاز به توجه ویژه دارد
الزام ساخت اتاق های امن یا پناهگاه برای ساختمان ها
آسیب دیدگان جنگ به این آدرس ها مراجعه کنند
خدمات رایگان نظام مهندسی برای ساختمان های آسیب دیده
پروژه های تامین مسکن فرهنگیان در جنگ متوقف نشد
راهبرد ثمسکن برای حمایت از بازار
در دل انفجار، صدای تولید خاموش نشد
حدود 3500 واحد در تهران از حملات رژیم صهیونیستی آسیب دیده اند
اجاره خانه به اتباع غیرمجاز ممنوع شد