Unijne badania otwierają drogę ku innowacjom w zakresie energooszczędności budynków
Prace nad tymi innowacjami prowadzono w ramach finansowanego ze środków UE projektu MEM4WIN (Ultra thin glass membranes for advanced, adjustable and affordable quadruple glazing windows for zero-energy buildings), a ich efektem są znaczne postępy w rozwijaniu nowatorskich technologii inteligentnych okien, które umożliwiają architektom projektowanie budynków o zerowym zużyciu energii. Budynki te wytwarzają ilość energii odnawialnej równą ilości energii zużywanej. "Okna, które kontrolują i gromadzą energię będą miały duży wpływ pod względem przemysłowym, pod warunkiem, że będą tanie", mówi koordynator projektu MEM4WIN, Andreas Mader z firmy Lisec w Austrii. "Innowacje opracowywane w ramach tego projektu mogą być wykorzystywane w budynkach mieszkalnych i biurowych w każdej strefie klimatycznej, zarówno do budowy nowych budynków, jak i do modernizacji starszych obiektów". Zespół projektu, uruchomionego w październiku 2012 r., opracował nowatorską izolowaną szybę zespoloną do poczwórnych bezramowych okien, zawierającą ultracienkie szklane membrany. Takie szyby można montować bezpośrednio na fasadzie. "Dzięki zastosowaniu ultracienkich szklanych membran (o grubości poniżej 0,9 mm) w tych nowych bezramowych oknach, udało się zmniejszyć ciężar szyby o 50%", wyjaśnia Mader. "Nasz projekt cieszy się dużym zainteresowaniem na rynku, a poczwórne okna mają ogromny potencjał. Zaprezentujemy nasz produkt na wystawie Frontale 2016 w Norymberdze, w Niemczech". Zespół projektu opracował również tanie, drukowane techniką tuszową organiczne ogniwa fotowoltaiczne i zintegrowane słoneczne kolektory termiczne, które umożliwią pozyskiwanie energii w celu wytwarzania prądu i ogrzewania wody. Zakłada się, że zastąpienie grafenem drogich materiałów, takich jak tlenek indowo-tytanowy i srebro oraz wykorzystanie efektywnej kosztowo techniki przetwarzania, takiej jak drukowanie tuszowe, pozwoli ograniczyć koszty produkcji o około 20%. "Kolejnym krokiem będzie wydrukowanie modułów organicznych ogniw fotowoltaicznych za pomocą przemysłowej drukarki atramentowej. Technika ta zapewnia nieograniczone możliwości projektowania, a także pozwala na drukowanie na bardzo dużych powierzchniach", mówi Mader. "Przykładowo moduły organicznych ogniw fotowoltaicznych zastosowano w niemieckim pawilonie na targach World Expo 2015 w Mediolanie, w którym "drzewa" zintegrowane z modułami organicznych ogniw fotowoltaicznych zapewniały gościom cień, a jednocześnie wytwarzały energię słoneczną". Opracowano także ruchome układy mikroluster w celu optymalnego zwiększenia efektywności energetycznej. "Mają one bardzo wyraźne zalety", mówi Mader. "Umieszcza się je pomiędzy szybami, dzięki czemu są chronione przed wiatrem, czynnikami atmosferycznymi oraz zanieczyszczeniami, a ich małe rozmiary znacznie poprawiają stabilność mechaniczną tych urządzeń. Ponadto nie wymagają żadnej konserwacji przez cały okres użytkowania". Kolejną innowacją było zaprojektowanie niezawodnego procesu wytwarzania wolnego od wad, transparentnego grafenu. Nowy proces przenoszenia umożliwił zespołowi nałożenie grafenu — warstwy węgla o grubości zaledwie jednego atomu, charakteryzującej się niezwykłą wytrzymałością, elastycznością i przewodnością elektryczną — na szkło w skali laboratoryjnej. "Osadziliśmy trzy warstwy grafenu i wykazaliśmy, że przy użyciu grafenu możemy wytwarzać funkcjonalne ogniwa słoneczne o dobrej gęstości optycznej", mówi Mader. Obecnie trwają badania nad możliwościami zwiększenia skali stosowania tej techniki. Prace prowadzone w ramach projektu MEM4WIN zakończą się w marcu 2016 r., po czym partnerzy projektu zbadają możliwości wprowadzenia tej technologii na rynek. "Innowacje te przyczynią się do spowolnienia zmiany klimatu na świecie oraz do realizacji unijnych założeń w zakresie oszczędzania energii", mówi Mader. "Co ważne, w trudnych dla gospodarki czasach, projekt wzmocni również pozycję UE na rynku, który rozwija się w zawrotnym tempie". Źródło: Na podstawie wywiadu z koordynatorem projektu
Słowa kluczowe
MEM4WIN, efektywność energetyczna, inteligentne okna, drukowanie techniką tuszową, zerowe zużycie energii, budynki, energia odnawialna, kolektory słoneczne, grafen
