پنجره مایع، الهام از پوست ماهی مرکب و چاره ای برای صرفه جویی انرژی در ساختمان!

با تولید این پنجره های مایع، دانشگاه تورنتو امیدوار است ساختمان ها را در مصرف انرژی کارآمدتر سازد زیرا در حال حاضر، ساختمان ها حدود یک سوم انرژی جهان را مصرف می کنند.

به گزارش دیده بان انرژی و به نقل از عصر ایران؛ پژوهشگران دانشگاه تورنتو با الهام از پوست ماهی مرکب که توانایی تغییر رنگ و طرح دارد، یک سامانه مایع مانند چند لایه را معرفی کرده اند که می تواند هزینه های انرژی مرتبط با گرمایش، سرمایش و روشنایی ساختمان ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

این بستر که طول موج، شدت و پراکندگی نور منتقل شده از طریق پنجره را بهینه می کند، کنترل بسیار بیشتری نسبت به فناوری های موجود ارائه کرده، در شرایطی که به دلیل استفاده از اجزا ساده و ارزان میزان هزینه ها را نیز پایین نگه می دارد.

بیش از یک چهارم انرژی یک ساختمان از طریق پنجره های شیشه ای آن از دست می رود. پژوهشگران دانشگاه تورنتو پنل هایی پر از مایع را با هدف مجهزسازی پنجره ها با آنها و استفاده از این پنجره ها در ساختمان های مدرن توسعه داده اند.

صرفه جویی در مصرف انرژی ساختمان با پنجره هوشمند

ماهی مرکب نوع خاصی از رنگدانه را در پوست خود حرکت می دهد که به تغییر رنگ و ظاهر پوست این حیوان کمک می کند. پژوهشگران دانشگاه تورنتو از دستگاهی استفاده می کنند که حرکتی مشابه را تقلید کرده و مایعات مختلف مانند محلول های رنگی، گلیسرول و سوسپانسیون های پودر کربن را با کمک کانال هایی به ورقه های پلاستیکی نازک پمپ می کند. به گفته بنجامین هاتون، استاد علم و مهندسی مواد در دانشگاه تورنتو، این یک مزیت است که در این روش می توان از مایعات ساده، نسبتا ارزان، و غیرسمی استفاده کرد.

با تولید این پنجره های مایع، دانشگاه تورنتو امیدوار است ساختمان ها را در مصرف انرژی کارآمدتر سازد زیرا در حال حاضر، ساختمان ها حدود یک سوم انرژی جهان را مصرف می کنند. در حال حاضر، فناوری های ساختمان هوشمند مانند پرده های خودکار و پرده های الکتروکروماتیک در ساختمان های مدرن بکار گرفته شده اند، اما این سامانه ها محدودیت هایی دارند.

آنها به واقع نمی توانند بین طول موج های مختلف نور تفاوت قائل شوند و همچنین نمی توانند توزیع نور را کنترل کنند. تیم پژوهشی دانشگاه تورنتو در عوض یک سامانه نسبتا پویا و نوآورانه را با استفاده از عناصری ساده و اقتصادی ایجاد کرده است.

چند ورق نازک پلکسی‌گلاس به هم متصل می شوند که هر ورق دارای کانال های الگودار 2 تا 3 میلیمتری است. پژوهشگران مایعات مختلف از جمله محلول های رنگی مبتنی بر آب یا گلیسرول که نور با رنگ های مختلف را جذب می کند، سوسپانسیون های رنگدانه کربنی که انتقال نور را کنترل می کنند و سوسپانسیون نانوذرات تیتانیا که قادر به هدایت نور عبوری است را از طریق این ورقه ها وارد می کنند.

به گفته تیم پژوهشی دانشگاه تورنتو، در صورت استفاده از فقط یک لایه که بر تعدیل انتقال نور فروسرخ متمرکز باشد، متوجه شدیم که می توان سالانه حدود 25 درصد در انرژی گرمایش، سرمایش و روشنایی در یک خط پایه استاتیک صرفه جویی کرد. اگر دو لایه داشته باشیم – فروسرخ و طیف مرئی – این رقم بیش از 50 درصد خواهد بود. اینها میزان صرفه جویی قابل توجهی هستند.

در حال حاضر، پنل هایی که توسط پژوهشگران دانشگاه تورنتو توسعه داده شده اند، اندازه ای برابر با فقط 30 سانتیمتر در 30 سانتیمتر دارند. این تیم امیدوار است طرح های بزرگ‌تر که قابل استفاده در ساختمان ها هستند را توسعه دهد. به گفته پژوهشگران دانشگاه تورنتو، این پنجره های مایع در مقایسه با پنجره های تیره شونده موجود در بازار می توانند صرفی جویی سالانه 75 درصدی در انرژی گرمایی، 20 درصدی در برق برای روشنایی، و 43 درصدی در مصرف انرژی کلی را ممکن سازند.