მრეწველობა

ახალი ფანჯრების დიზაინს შეუძლია შენობებს საკუთარი ენერგიის გამომუშავებაში დაეხმაროს?

ახალი ფანჯრების დიზაინს შეუძლია შენობებს საკუთარი ენერგიის გამომუშავებაში დაეხმაროს?

საოფისე შენობების ფანჯრები [სურათი: C P Storm, Flickr]

თანამედროვე შენობებში ამჟამად განვითარებულ ქვეყნებში მოხმარებული ენერგიის დაახლოებით 40 პროცენტი მოდის, რომელთა ორი მესამედით შეიძლება გათბობა და გაგრილება მოხდეს. ამასთან, წლების განმავლობაში გამოჩნდა მრავალი ინოვაციური ფანჯრის დიზაინი, როგორც ენერგეტიკის სექტორისა და სამეცნიერო – კვლევითი ინსტიტუტების მცდელობები ენერგიის მოხმარების შემცირებისა და ხარჯების შემცირების შესახებ.

ლონდონის უნივერსიტეტის კოლეჯის (UCL) მიერ შემუშავებული ენერგიის დაზოგვის ‘ჭკვიანი ფანჯარა’ ერთ-ერთი ბოლო სიახლეა. ეს დიზაინი, ჯერ კიდევ ძალიან ბევრი ტესტირების ფაზაში, შეიცავს ანტირეფლექტორულ მახასიათებელს, რომელიც შედგება ნანოსტრუქტურებისგან და ამცირებს სინათლის რაოდენობას ოთახის გარშემო 5 პროცენტზე ნაკლები. ნანოსტრუქტურები განლაგებულია ისეთი ნიმუშით, რომელიც ემსახურება ანტირეფლექტორულ თვისებებს, რომლებიც გვხვდება გარკვეულ მწერებში, მაგალითად, ღამეში, რაც ხელს უწყობს მბზინვარების შემცირებას. ფანჯრებს ასევე აქვთ ვანადიუმის დიოქსიდის თხელი საფარი, რომელიც ხელს უშლის შენობიდან სიცივეს ცივ დღეებში, ხოლო ასევე ხელს უშლის ინფრაწითელი გამოსხივების მზის სხივებიდან თბილ დღეებში მოხვედრას.

ნანოს სტრუქტურები ასევე შექმნილია წყლის ადჰეზიის შესამცირებლად, ისე, რომ წვიმის წვეთები მინაზე გადადის, მტვერსა და ჭუჭყს აგროვებს, ასე რომ, ფანჯრები, ფაქტობრივად, ნაწილობრივ თვითწმენდის საშუალებას იძლევა. პროექტის მთავარი მიზანი, რომელიც დაფინანსებულია ინჟინერიისა და ფიზიკურ მეცნიერებათა სამეცნიერო საბჭოს მიერ (EPSRC), არის ენერგიის დაზოგვა, დასუფთავების ხარჯების შემცირება და გათბობის გადასახადების შემცირება 40 პროცენტით.

UCL- ის კვლევითი გუნდი, დოქტორ იოანის პაპკონსტანტინუს ხელმძღვანელობით, იმედოვნებს, რომ ეს ფანჯრები კომერციულად ხელმისაწვდომი იქნება სამიდან ხუთ წლამდე. იმავდროულად, გუნდი ასევე მიზნად ისახავს შექმნას ჭკვიანი პოლიმერული ფილმი, რომელიც შეიძლება დამონტაჟდეს არსებულ ფანჯრებზე, რათა უზრუნველყოს იგივე სახის თვითგაწმენდისა და ენერგიის დაზოგვის ეფექტი.

Windows ასევე მზადდება ელექტროენერგიის წარმომქმნელი საიზოლაციო საშუალებებით, რომლებიც წარმოქმნიან განახლებადი ენერგიის ენერგიას. ასეთი დიზაინის მწარმოებელი ერთი კომპანიაა SolarWindow Technologies, რომელმაც განაცხადა, რომ ასეთი პროდუქტის შემოწმება გასული წლის მარტში მოხდა. კომპანიის მიზანი იყო ფანჯრის შემუშავება, რომელიც ენერგიის გამომუშავებას შეძლებდა, ინვესტიციის დაბრუნებას ერთი წლის განმავლობაში. აგვისტოში SolarWindow– მა გამოაცხადა, რომ მის ახალ ფანჯარას შეუძლია 50 – ჯერ მეტი ენერგიის გამომუშავება ჩვეულებრივი მზის პანელების მიერ შენობაში და ასევე ენერგიის წარმომქმნელი საიზოლაციო მასალები ორგანული მასალებისგან, როგორიცაა ნახშირბადი, წყალბადის, აზოტის და ჟანგბადი. ამ საფარის დამონტაჟება უნდა მოხდეს ფანჯრის შიგნით, მზის უჯრედების დასაცავად. ენერგიას გამოიმუშავებს საფარის შიგნით მყოფი მრავალი "უხილავი" მავთული.

[სურათი: SolarWindow Technologies]

SolarWindow არ არის ერთადერთი, ვინც მუშაობს ასეთ დიზაინებზე. მიჩიგანის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მკვლევარებმა 2014 წლის აგვისტოში შექმნეს ენერგიის წარმომქმნელი სრულად გამჭვირვალე ფანჯარა. ფანჯარა მოქმედებს როგორც მზის PV უჯრედი და იყო, როგორც SolarWindow- ის პროდუქტი, განკუთვნილი იყო მაღალი შენობებისთვის, როგორიცაა საოფისე და ბინის ბლოკები აშშ-ს ქალაქებში. კვლევას ატარებს MIT- ის სტარტაპი Ubiquitous Energy, თანადამფუძნებელი რიჩარდ ლუნტი, მიჩიგანის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიური ინჟინერიისა და მასალების მეცნიერების ასისტენტ პროფესორი. ფანჯრის მუშაობის მეთოდი ის არის, რომ იგი იკავებს მზის სპექტრის უხილავ ნაწილს, ხოლო ხილული სინათლის გავლის საშუალებას იძლევა, განსხვავებით სხვა "მზის ფანჯრებისგან", რომლებიც მხოლოდ "ნაწილობრივ გამჭვირვალეა", იმის გამო, რომ მზის PV– ის წარმოება ჩვეულებრივ მოითხოვს შეწოვას ფოტონის ელექტრონების გადაკეთების მიზნით. ეს ნიშნავს, რომ სრულად გამჭვირვალე PV უჯრედის შექმნა ძირითადად შეუძლებელია. თუ ფანჯარა ცდილობს დაიცვას PV მიდგომა, შუქის ნაწილი მაინც უნდა შეიწოვოს ფანჯარამ, რაც საუკეთესო შემთხვევაში მხოლოდ ნაწილობრივ გამჭვირვალე გახდება.

მიჩიგანის სახელმწიფო უნივერსიტეტი და საყოველთაო ენერგია განსხვავებულ მიდგომას მისდევენ იმაში, რომ მათ შექმნეს "გამჭვირვალე შუქმფენი მზის კონცენტრატორი" (TLSC), რომელიც შედგება ორგანული მარილებისგან, რომლებიც შთანთქავენ ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი სინათლის სპეციალურ ტალღის სიგრძეს. ამის შემდეგ ისინი იბრწყინებენ, როგორც ინფრაწითელი სინათლის ტალღის კიდევ ერთი, არ ჩანს, რომელიც მიემართება ფანჯრის კიდისკენ, სადაც ჩვეულებრივი PV მასალის ზოლები, რომლებიც ჩანს, როგორც შავი ზოლები პლასტმასის ფურცლის პირას, გადააქვთ მას ელექტროენერგიად.

აგრეთვე იხილეთ: კანადის სუპერ ენერგოეფექტური წმინდა ნულოვანი სახლები

დღეისათვის TLSC– ს ეფექტურობა მხოლოდ 1 პროცენტი აქვს, მაგრამ მკვლევარების აზრით, ეს შეიძლება გაიზარდოს მასობრივი წარმოებით. ამის შემდეგ ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაღალი შენობების ფანჯრებისთვის ან მცირე მასშტაბით, მობილური მოწყობილობებისთვის ეკრანული ეკრანებისთვის.

ენერგიის გამომუშავების ზოგიერთ ფანჯარას შეუძლია შეამციროს ჰაერის შიდა ტემპერატურა შენობაში, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გაგრილების ეფექტს იძლევა. Solaria ავითარებს ფანჯარას, რომელშიც შედის 2.5 მმ PV ზოლები, რომლებიც ფანჯრის მინაშია ჩასმული, რომელიც არა მხოლოდ ენერგიას გამოიმუშავებს, არამედ ამცირებს "მზის სითბოს მომატების კოეფიციენტს", მზის გავლენას შიდა ტემპერატურაზე.

რამდენად ეფექტური იქნება ეს ინოვაციები ბაზარზე შემოსვლისთანავე, თუ ვივარაუდებთ, რომ ისინი წარმატებით კომერციალიზდება, ეს უცნობია. დღესდღეობით, მათი უმეტესობა კვლავ მიმდინარეობს ტესტირებასა და განვითარებას და ეს ნიშური სექტორი ჯერ კიდევ საწყის ეტაპზეა.

ამის მიუხედავად, თუ შესაძლებელია ფანჯრების ისეთი დიზაინის წარმოება, რომელიც ენერგიას ეფექტურად და ეფექტურად გამოიმუშავებს, ეს კიდევ ერთი ნაბიჯი იქნება იმისკენ, რომ შენობები შეძლონ ენერგიის მთლიანად წარმოება, ენერგიის წარმოების უფრო მეტი განაწილება ადგილობრივ დონეზე, ენერგიის დაზოგვა და ხარჯები და ნახშირბადის გამონაბოლქვის შემცირება.

ეს შეიძლება საკმაოდ საინტერესო იყოს - თუ ის მუშაობს.


Უყურე ვიდეოს: როგორია მზის ენერგიის გამოყენების პერსპექტივა საქართველოში (ოქტომბერი 2021).