211service.com
At lave smarte vinduer, der også er billige
Vinduer, der absorberer eller reflekterer lys og varme ved at trykke på en kontakt, kan hjælpe med at reducere varme- og afkølingsudgifterne. Et firma ringede Soladigme har udviklet metoder til at lave disse elektrokrome vinduer billigt, hvilket gør dem mere levedygtige til boliger og kontorbygninger.
Mørke briller: Soladigm demonstrerer et elektrokromt vindue i sit hovedkvarter i Californien. En elektrisk strøm er blevet tilført ruden til venstre, hvilket begrænser mængden af lys og varme, der kan passere igennem.
Eksisterende elektrokrome vinduesdesign koster omkring $100 pr. kvadratfod. Soladigm har ikke afsløret, hvor meget dets vinduer vil koste, men nogle eksperter siger, at metoden kan reducere omkostningerne til omkring $20 per kvadratfod.
Det Milpitas, CA-baserede firma bruger en tyndfilmsdeponeringsproces, der skaber ledende lag mellem to glasruder til at kontrollere mængden af sollys og varme, der kan passere igennem. En boligejer eller kontorbeboer kan kontrollere, hvor meget lys eller varme et vindue lukker ind eller absorberer og reflekterer.
Virksomhedens vinduer indeholder to gennemsigtige ledende oxidfilm, der ligger mellem et ionlagerlag, en elektrolyt og et elektrokromt lag – alt sammen mellem to lag glas. Påføring af en lav spænding på det ledende oxid sparker ionerne ud af lagerlaget og hen over elektrolytten for at mødes med det elektrokrome lag. Kollisionen får det elektrokrome materiale til at absorbere eller reflektere lys. Det får også materialet til at blive mørkere, hvilket giver vinduet et tonet udseende. Vende spændingen sender ionerne tilbage til dets lagerlag, hvilket får vinduet til at lysne i farve og lukke mere lys ind.
Vi lavede et casestudie i fem byer, og den gennemsnitlige besparelse i kommercielle bygninger er omkring 25 procent af energiforbruget til opvarmning, ventilation og aircondition årligt, siger Rao Mulpuri, CEO for Soladigm.
Tricket til at lave elektrokrome vinduer billigt er de rigtige materialer og nyeste fremstillingsmetode, siger Mulpuri. Nutidens tyndfilmaflejringsudstyr - det samme, der bruges til at lave fladskærmsskærme og tyndfilmsolpaneler - er meget bedre end det, der blev brugt for et par årtier siden, da det elektrokrome vindueskoncept opstod.
Soladigm vil bruge et wolframoxid-baseret elektrokromt lag til sine første vinduer. Wolframoxid kan tåle gentagne cykler mellem ionrige og ionfrie stadier - hvilket gør det holdbart, siger Delia Milliron , en Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) forsker i elektrokrome materialer. Brug af wolframoxid kan dog varme et vindue op, indtil det er for varmt at røre ved; det blokerer heller ikke infrarødt lys særlig godt, hvilket betyder, at det slipper masser af varme igennem.
Soladigm har licenseret forskning fra LBNL, der kunne løse disse problemer. Forskningen kom fra Tom Richardson , en forsker ved LBNL's Advanced Energy Technologies Department, der fandt nye alternativer til wolframoxid. I det ene reagerer et magnesiumbaseret elektrokromt lag med brintioner for at reflektere lys. I en anden bruges en legering af antimon med materialer som kobber eller sølv med lithiumioner til at gøre det samme. De reflekterende tilgange forhindrer ikke kun varmeopbygning, men kan også præcist kontrollere mængden af synligt og nær-infrarødt lys, som vinduet blokerer, siger Richardson.
Begge metoder kunne bedre kontrollere mængden af varme fra nær infrarød, hvilket gør det muligt at varme et rum op i kolde dage. Der kan være tid, hvor du vil have lyset blokeret, men du vil have det nær-infrarøde til at komme ind. Om vinteren vil du have lys og varmen til at varme huset op, så det vil være ideelt at have muligheden for at skifte begge eller uafhængigt af hinanden, Richardson siger.
Evnen til at styre mængden af lys og varme, der kommer ind i et rum, adskiller elektrokrome vinduer fra vinduer med lav emission eller lav-E. Lav-E vinduer har en metaloxidbelægning, der reflekterer nær-infrarødt lys og tillader det mest synlige lys at passere igennem. Disse vinduer koster generelt omkring $10 per kvadratfod.
Nogle eksperter siger, at installation af elektrokrome vinduer kan koste betydeligt mere end at installere lav-E vinduer til visse typer bygninger. For at lave en hel facade skal du køre elektricitet til hvert vindue, og det kan være omkostningsmæssigt uoverkommeligt, siger Aaron Smith, forsker i Lysforskningscenter fra Rensselaer Polytekniske Institut. Det ville også være vanskeligere at installere dem, når man eftermonterer ældre bygninger.