Przekształcenie okien w systemy grzewcze i chłodnicze
A gdyby okno było czymś więcej niż tylko taflą szkła, która wpuszcza światło do wnętrza lub pozwala cieszyć się widokami? A jeśli to samo okno byłoby zdolne do generowania energii na potrzeby ogrzewania bądź chłodzenia Twojego biura? Taki system może być niebawem na wyciągnięcie ręki, dzięki innowacyjnemu pomysłowi wielofunkcyjnego systemu solarnych elewacji szklanych, który opracowywany jest w ramach finansowanego z budżetu UE projektu FLUIDGLASS. „Koncepcja FLUIDGLASS polega na przemianie pasywnych elementów elewacji szklanych, takich jak okna, w aktywne kolektory słoneczne zdolne do kontrolowania obiegu energii w budynku”, mówi koordynator projektu, Anne-Sophie Zapf. Cztery w jednym Naukowe podejście do koncepcji FLUIDGLASS pozwala na połączenie czterech funkcji (kolektora słonecznego, urządzenia chłodząco-grzewczego, transparentnej powłoki termicznej i adaptacyjnego systemu zacieniania) w jeden zintegrowany system. „Zaczęliśmy od wyposażenia okna w specjalną ciecz cyrkulacyjną, która umożliwia różnicowanie stopnia zacienienia w zależności od pory roku i pory dnia”, wyjaśnia Zapf. „Ciecz ta pozwala zewnętrznej stronie okna gromadzić promieniowanie słoneczne i przekształcać je w energię, która następnie wykorzystywana jest przez stronę wewnętrzną do schłodzenia bądź ogrzania pomieszczenia”. Płyn wypełniający okno jest mieszaniną wody, środka przeciw zamarzaniu i cząstek magnetycznych. Aby zapewnić stabilność systemu w czasie, badacze wykorzystali cząstki o wyraźnie sprecyzowanych cechach. „Cząstki te nie mogą aglutynować bądź tworzyć agregatów”, wyjaśnia Zapf. „Muszą także pozostać w roztworze i nie osadzać się na oknie”. Co więcej, płyn musi być wprowadzany w sposób bezpieczny, jednolity i wydajny. Według Zapf, dobranie odpowiedniego koloru płynu tak, aby wykazywał odpowiednią transparentność, okazało się trudniejsze, niż przypuszczano. „Aby przezwyciężyć ten problem, konieczne były dodatkowe badania”, mówi. „Ostatecznie, udało nam się znaleźć właściwą kombinację cząstek, płynu i grubości warstwy w oknie, dzięki czemu mogliśmy rozpocząć fazę testów”. Zdolne do chłodzenia i grzania Naukowcy rozpoczęli testy systemu FLUIDGLASS wykorzystując złożone modele komputerowe, a w dalszej kolejności, prototyp. „Po raz pierwszy udało nam się przetestować system FLUIDGLASS zarówno w klimacie chłodnym, w Liechtensteinie, jak i w klimacie gorącym, na Cyprze”, mówi Zapf. „Dzięki tym testom udało nam się zmierzyć przy użyciu symulatora solarnego wydajność systemu w warunkach laboratoryjnych na poziomie, którego wcześniej nie udało się osiągnąć”. W warunkach idealnych, każde okno wyposażone w system FLUIDGLASS potrafiło wytworzyć do jednego kilowata energii na godzinę. „Testy te potwierdziły zdolność systemu FLUIDGLASS do zaspokojenia chłodniczych i grzewczych potrzeb budynku w takim stopniu, że dodatkowe systemy chłodzenia i grzania okazały się zbędne”, mówi Zapf. Zdaniem Zapf kwintesencją badań było stanie we wnętrzu kontenera i obserwowanie pracy systemu. „W tym momencie wiedzieliśmy, że instalacja wszystkich części systemu FLUIDGLASS będzie możliwa”, mówi badaczka. „Było to potwierdzeniem ciężkiej pracy włożonej w ten projekt przez wszystkich partnerów, którzy zgromadzili się, by stworzyć w pełni funkcjonalny i zrównoważony system chłodniczo-grzewczy”. Badacze z projektu analizują obecnie wyniki testów i prowadzą dalsze prace nad udoskonaleniem barwy roztworu FLUIDGLASS, aby system był w pełni stabilny w czasie. Ostatecznym celem jest sprawdzenie pracy systemu w warunkach rzeczywistych, a następnie przygotowanie go do wprowadzenia na rynek.
Słowa kluczowe
FLUIDGLASS, promieniowanie słoneczne, budownictwo ekologiczne, budownictwo zrównoważone, wydajność energetyczna
