
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
نوار ساحلی جنوب نقطه ورود سرمایه گذاران چینی
مکانیسم ماشه چه اثری روی قیمت مسکن دارد؟
طرح سند بیمه جامع ساختمان مسکن حمایتی رونمایی شد
پیش بینی رفتار سازه های عظیم قبل از وقوع زلزله
بررسی آخرین وضعیت مسکن ملی در پرند و فولادشهر
صدور وام برای 64 هزار واحد مسکن روستایی
مبلغ اجاره آپارتمان های مسکونی در کرج چقدر است؟
سرمایهگذاری 3.2 همت برای توسعه شهرهای جدید
آمادگی برای ارائه ضمانت 10ساله پروژه های مسکونی
فشار ناعادلانه بیمه و مالیات بر صنعت ساخت و ساز
واگذاری 25 هزار فقره زمین به طرح جوانی جمعیت
اصلاحات قانون نظام مهندسی در مراحل پایانی است
افتتاح و آغاز عملیات اجرایی هفت پروژه عمرانی در شهر جدید شیرین شهر
فروش متری، می تواند مشکلات بازار ملک را حل کند؟
هزینه اجاره نشینی در غرب تهران چقدر است؟
پربازدیدترین اخبار
آمادگی برای ارائه ضمانت 10ساله پروژه های مسکونی
سرمایهگذاری 3.2 همت برای توسعه شهرهای جدید
مبلغ اجاره آپارتمان های مسکونی در کرج چقدر است؟
بررسی آخرین وضعیت مسکن ملی در پرند و فولادشهر
صدور وام برای 64 هزار واحد مسکن روستایی
پیش بینی رفتار سازه های عظیم قبل از وقوع زلزله
طرح سند بیمه جامع ساختمان مسکن حمایتی رونمایی شد
بیش از 21 هزار هکتار زمین شهری تامین شد
مکانیسم ماشه چه اثری روی قیمت مسکن دارد؟
نوار ساحلی جنوب نقطه ورود سرمایه گذاران چینی
صدور سند برای 144 میلیون هکتار از اراضی کشور
اجرای 141 هزار واحد مسکن ملی در 19 شهر جدید
هزینه اجاره نشینی در غرب تهران چقدر است؟
فروش متری، می تواند مشکلات بازار ملک را حل کند؟
کاهش هشت واحد درصدی تورم اجاره بها در مردادماه