Nizozemští vědci vyvinuli koncept chytrého solárního okna. To blokuje teplo ze slunce v teplém počasí a absorbuje teplo během chladnějších období.
Výzkumná skupina vedená Nizozemskou organizací pro aplikovaný vědecký výzkum (TNO) vyvinula novou technologii oken s regulací slunečního záření založenou na termochromickém chytrém skle.
Sklo může změnit svou propustnost pro infračervené záření při dopadu dopadajícího slunečního záření se zvyšující se teplotou. Není viditelně tmavší, protože k efektu dochází pouze v infračervené části slunečního spektra. Takže se stává méně průhledným pro sluneční teplo.
,,Bylo by možné zkombinovat naši technologii s fotovoltaickým oknem,“ řekl výzkumník Paskal Buskens. „Ale v závislosti na fotovoltaické technologii, kterou používáte, je třeba vlnové délky synchronizovat. Proto aby termochromní materiál neblokoval vlnové délky, které fotovoltaika používá ke sběru energie. Taková myšlenka se objevila v některých diskusích, ale v tuto chvíli není aktivně sledována.“
Výzkumná skupina použila jako funkční materiál v povlaku pigmentovaného polymerního filmu oxid vanadičitý (VO2). Ten při vysokých teplotách mění svou krystalickou strukturu a tím i optické vlastnosti. Termochromní povlak se kombinuje se standardním nízkoemisním (low-E) povlakovaným sklem.
,,Termochromika může změnit své infračervené modulační vlastnosti z propustnosti na blokování v závislosti na teplotě zasklení,“ řekl Buskens. „Integrace VO2 do fólie nebo nátěru pro aplikaci v inteligentních termochromních oknech může vést k významnému snížení spotřeby energie na vytápění. Dále také chlazení budov v přechodném klimatu.“
Navržený koncept solárních oken funguje tak, že při vysokých venkovních teplotách blokuje teplo ze slunce. Zatímco v chladnějším počasí teplo absorbuje.
Chytré solární okno
,,VO2 mění svou krystalovou strukturu při určité teplotě,“ vysvětlil Buskens. ,,S touto změnou krystalové struktury se mění i elektrické a optické vlastnosti. Což znamená, že materiál absorbuje více infračerveného světla ve vysokoteplotní krystalové fázi a absorbovaná sluneční energie není přenášena do budovy.“
V krystalové fázi chladné teploty se většina infračerveného světla propouští a může tedy vstupovat do budovy. Teplotu, při které se materiál přepíná, lze nastavit pomocí dopování ionty kovů a lze ji tak vyladit pro optimální úsporu energie.
,,Nejoptimálnější spínací teplota je kolem 20°C,“ řekl Buskens.
Vědci tvrdí, že chytré okno může zajistit úsporu energie až 8 % ve volně stojících budovách, duplexech a terasových domech.
„U bytů s velkými okenními plochami lze dosáhnout ještě vyšších úspor energie až 30 %,“ uvedli. „Celkově termochromní povlak přidává mezi 50 Kč až 180 Kč za metr čtvereční v úsporách nákladů na standardní sklo s nízkým E. Ta se v současnosti používá v nově postavených domech. Zde je díky nízkým dodatečným výrobním nákladům návratnost investice do sedmi let proveditelná.“
Úspora energie a roční úspora nákladů závisí podle Buskense na výkonu okna a budovy. ,,Proto se tyto hodnoty mohou velmi lišit. A my se snažíme vnést určitou konzistenci do výkaznictví,“ řekl.
Vědci uvedli, že náklady na materiál a aplikaci termochromního laminátu se pohybují mezi 70- 125 Kč za metr čtvereční.
,,Konečné náklady pro koncového uživatele budou do značné míry záviset na sklářských společnostech. Ty prodávají výrobek,“ řekl Busken. ,,Ale díky nízkým nákladům na samotný materiál a velkému potenciálu úspor je zajištěn atraktivní obchodní případ při zachování návratnosti investice pro koncové uživatele na přijatelné úrovni kolem sedmi let.“
Zdroj: pv-magazine, Vapol
