Голландцы разработали солнечные окна, которые блокируют солнечное тепло в теплую погоду и поглощают тепло в холодные периоды

 

Исследовательская группа под руководством Нидерландской организации прикладных научных исследований (TNO) разработала новую технологию солнцезащитных окон на основе термохромного смарт-стекла.

Стекло изменяет коэффициент пропускания инфракрасного излучения под воздействием падающего солнечного излучения при повышении температуры. Стекло не становится заметно темнее, так как эффект происходит только в инфракрасной части солнечного спектра, поэтому оно становится менее прозрачным для солнечного тепла.

 

Исследовательская группа использовала диоксид ванадия (VO 2 ) в качестве функционального материала в пигментированном полимерном пленочном покрытии, поскольку он меняет свою кристаллическую структуру и, следовательно, свои оптические свойства при высоких температурах. Термохромное покрытие комбинировали со стандартным низкоэмиссионным (low-E) стеклом с покрытием. 

 «Термохромные материалы могут переключать свои свойства модуляции инфракрасного излучения с пропускающих на блокирующие в зависимости от температуры остекления. Интеграция VO 2  в пленку или покрытие для применения в интеллектуальных термохромных окнах может привести к значительному снижению потребления энергии для отопления и охлаждения зданий», — сказал Бускенс.

Предлагаемая концепция солнечного окна работает, блокируя тепло от солнца при высокой температуре наружного воздуха и поглощая тепло в более холодную погоду.

«VO2 меняет свою кристаллическую структуру при определенной температуре», — объяснил Бускенс. «С этим изменением кристаллической структуры также меняются электрические и оптические свойства, а это означает, что материал поглощает больше инфракрасного света в высокотемпературной кристаллической фазе, а поглощенная солнечная энергия не передается в здание».

В кристаллической фазе с низкой температурой большая часть инфракрасного света передается и поэтому может проникать в здание. Температуру, при которой переключается материал, можно регулировать с помощью легирования ионами металлов и, следовательно, можно настроить для оптимального энергосбережения.

Исследователи утверждают, что умное окно может обеспечить экономию энергии до 30% в отдельно стоящих зданиях, дуплексах и домах с террасами. По словам Бускенса, экономия энергии и годовая экономия затрат зависят от характеристик окна и здания. «Поэтому эти значения могут сильно различаться, и мы стараемся привнести некоторую согласованность в отчетность», — сказал он.