پنجره های هوشمند با قابلیت تنظیم شدن UV خورشید
پرینستون انرژی یک سیستم پنجره هوشمند جدید را تولید کرده است که می تواند با توجه به میزان شدت اشعه UV روشنایی و تاریکی خود را تنظیم کند تا نور یا گرمای کمتری وارد اتاق شود.
پنجره های آینده می توانند به جای اینکه به واسطه پرده میزان نور را تنظیم کنند، با تغییر میزان تیرگی و یا شفافیت خود این کار را انجام دهند. طی سال ها شاهد حضور بسیاری از تکنیک های مختلف بوده ایم، اما در حال حاضر یک تیم از دانشگاه پرینستون سیستم هوشمندی را برای پنجره ها ساخته که با استفاده از میزان اشعه UV خورشید، میزان شفافیت و تیرگی آن قابل تغییر بوده و می توان با توجه به نیاز این کار را انجام داد.
همانطور که می دانید نور خورشید شامل مجموعه ای از طول موج های مختلف است. این مجموعه شامل نور مرئی که باعث می شود بتوانیم طراف را ببینیم و اشعه های مادون قرمز که موجب گرم شده سیاره زمین می شود و اشعه ماوراء بنفش که در دوزهای بالا موجب آسیب رساندن به موجودات زنده می شود را شامل می شود. معمولاً استفاده از سطوح مختلف نور طبیعی که موجب گرما و روشنایی می شود مطلوب است، اما اشعه UV به طور معمول به دلیل مشکلاتی که می تواند تولید کند، مسدود می شود. تیم پرینستون برای بهبود بهره وری از میزان مشخصی نور UV نوع جدیدی از شیه های هوشمند را تولید کرده است که قادر به تنظیم میزان اشعه UV عبور داده شده از پنجره می باشد.
این پنجره های هوشمند از مواد الکتروکرومیک ساخته شده اند که به آنها اجازه می دهد تا در واکنش به عبور جریان الکتیکی، رنگ خود را تغییر دهند و از شفاف به آبی تیره برسند. برای فراهم کردن این جریان الکتریکی، تیم پرینستون سلولهای خورشیدی ساخته شده از مشتقات هگزابنزوکورنن (cHBC) تولید کرده اند که می توان آن را برای جذب طیف خاصی از طول موج ها تنظیم کرد. در این جا، از نیمه هادی cHBC برای جذب نور نزدیک به اشعه ماوراء بنفش استفاده می شود. مواد الکتروکرومیک طراحی شده اند و کل این سیستم را می توان در یک فیلم نازک و شفاف گنجانده که می توان آن را بر روی چارچوب شیشه معمولی نصب کرد.
این سیستم در مقایسه با بعضی از سیستم های قبلی که انرژی الکتریکی خود را از منابع خارجی دریافت می کند، ارجح است زیرا انرژی مورد نیاز خود را از طریق امواج مادون قرمز خورشید تامین می کند. البته ممکن است برخی روزها که هوا ابری است و طیف مادون قرمز کم می شود، کارکرد این یستم با مشکل توام باشد.
کارایی این سیستم وقتی که رنگ آن تیره می شود، می تواند تا ۸۰ درصد نور مرئی را مسدود کند. در دراز مدت، تیم تحقیقاتی می خواهد نمونه جدید از این فیلم هوشمند را بسازد که بتوان بر روی تمام شیشه ها و پنجره ها و شیشه اتومبیل ها هم استفاده شود، ضمن اینکه به کاربر اجازه دهد تا میزان تیرگی شیشه را از طریق تلفن هوشمند خود تغییر دهد.
این مقاله در نشریه Nature Energy منتشر شده است.
منبع: دانشگاه پرینستون