O fereastră inteligentă, care menține automat căldura în timpul iernii și o elimină vara, ar putea fi o modalitate rentabilă și scalabilă de a economisi energie.
Ferestrele sunt una dintre cele mai puțin eficiente părți ale clădirilor, acestea fiind responsabile până la 60% din pierderea de energie.
Atunci când afară este cald, ferestrele sunt încălzite din exterior și radiază energie termică în clădiri, iar atunci când afară este frig, acestea sunt încălzite din interior și radiază căldură în mediul exterior. Procesul poartă numele de răcire radiativă.
Asta înseamnă că ferestrele nu sunt foarte eficiente în ceea ce privește menținerea unor temperaturi constante în interiorul clădirilor. În SUA, 4% din consumul de energie poate fi atribuit răcirii radiative a ferestrelor.
În prezent, Yi Long și colegii acestuia din cadrul Universității Tehnologice Nanyang din Singapore au dezvoltat o fereastră care poate activa sau dezactiva acest efect de răcire radiativă în funcție de temperatura acesteia.
Cercetătorii au adăugat un strat subțire de dioxid de vanadiu, un compus care se transformă din izolator în conductor la o temperatură de aproximativ 68°C, pe o parte a sticlei. Sub această temperatură, fereastra împiedică trecerea radiațiilor infraroșii, ceea ce ajută la menținerea căldurii în interior. Peste această temperatură, fereastra permite trecerea căldurii din interior și reflectă căldura din exterior.
Din cauza faptului că temperatura de 68°C este mult mai mare decât cea mai extremă valoare resimțită pe timpul unei veri în majoritatea zonelor, echipa a adăugat o cantitate de wolfram în dioxidul de vanadiu pentru a scădea temperatura de tranziție la 28°C.
Pentru a îmbunătăți proprietățile izolatoare ale ferestrei, echipa a introdus un strat de polimetacrilat de metil (cunoscut sub numele de PMMA și care este un plastic transparent) între sticlă și dioxidul de vanadiu dopat cu wolfram.
„Acesta este un sistem pasiv, ceea ce înseamnă că se poate regla în funcție de temperatură. Nu este nevoie de electricitate. Așadar, aceste ferestre inteligente ar putea fi instalate în întreaga lume și ar putea funcționa pe tot parcursul anului. Totuși, deși aceasta este o dovadă a conceptului promițătoare, trebuie să facem unele îmbunătățiri înainte ca sistemul să fie viabil din punct de vedere comercial”, a declarat Long. Îmbunătățirea eficienței în ceea ce privește blocarea radiațiilor infraroșii și durabilitatea acesteia sunt câteva dintre considerentele cheie.
