Ученые сообщают о новых солнечных умных окнах.

Они могут быть источником питания для других устройств и быть непрозрачными по требованию.

Исследователи из разных университетов и лабораторий работают над этой проблемой. Они использовали нанотехнологии и придумали, как совместить две части покрытия стекол таким образом, чтобы создавать небольшой электрический импульс, заставляющий стекла пропускать свет, отражая тепло.

Умные окна становятся темнее, чтобы отфильтровывать солнечные лучи в светлые дни, а в пасмурные пропускать больше света. Окна могут контролировать температуру в помещении и делать стекло темнее, не прибегая к вспомогательным средствам (шторам или жалюзи). В настоящее время ученые сообщают о новом развитии в этой растущей нише.

Большинство существующих окон и солнечных батарей автоматически реагируют на изменяющиеся условия, такие, как свет или тепло. Но это означает, что в прохладные или пасмурные дни, потребители не могут щелкнуть выключателем и изменить прозрачность окон. Кроме того, эти устройства часто работают на незначительной части световой энергии, которую они используют, в то время как остальная часть отражается или поглощается стеклом. Солнце нагревает их, тогда как они могут передавать тепло в комнату, оставаясь холодными. Доцент Джереми Мандей из Университета Мэриленда и его коллеги из Департамента по электротехнике и вычислительной технике работали над тем, чтобы преодолеть эти ограничения.

Исследователи создали новое смарт-окно, прослаивая полимерную матрицу, содержащую микрокапли жидкокристаллических материалов, а также слой аморфного кремния – часто использующиеся в солнечных элементах – между двумя стеклами. Когда окно «выключено», жидкие кристаллы рассеивают свет, делая стекло непрозрачным. Слой кремния поглощает свет и обеспечивает низкую мощность, необходимую для выравнивания кристаллов. Таким образом, свет может проходить через стекло и сделать окно прозрачным, когда оно включено пользователем на сбережение энергии. Дополнительную энергию, которая не идет в эксплуатацию, окна собирают и могут перенаправлять для питания других устройств, таких как освещение, телевизоры или смартфоны, говорят исследователи.

Ученые из Университета штата Техас в Остине и в Национальной лаборатории Лоренса Беркли также работают над этой проблемой. Ускорив процесс переключения с нескольких часов до пары минут, они добились того, что окна могут приспосабливаться гораздо быстрее к меняющимся условиям. Умные окна с данной технологией могут заблокировать большую часть тепла, допуская различное количество света.

Ведущий ученый Делия Миллирон, профессор химической инженерии Техасского университета, говорит, что исследование команды основывается на облицовочных материалах. Они невидимы, когда их наносят на внутреннюю сторону внешней панели окна (в двухкамерном блоке). Когда происходит попадание солнечного света на стекло, возникает небольшой электрический импульс, покрытие окна становится несколько темнее. Импульс можно контролировать с помощью термостата с ручным управлением, чтобы сделать эти умные окна работающими в соответствии с запросами его владельцев.