Industria

¿Pueden los nuevos diseños de ventanas ayudar a los edificios a generar su propia energía?

¿Pueden los nuevos diseños de ventanas ayudar a los edificios a generar su propia energía?

Ventanas de edificios de oficinas [Imagen: C P Storm, Flickr]

Los edificios modernos representan actualmente alrededor del 40 por ciento de la energía consumida en los países desarrollados, de los cuales dos tercios pueden atribuirse a la calefacción y la refrigeración. Sin embargo, a lo largo de los años, han aparecido varios diseños de ventanas innovadores como parte de los intentos generales del sector energético y las instituciones de investigación para reducir el uso de energía y reducir los costos.

Una de las innovaciones más recientes es la "ventana inteligente" de ahorro de energía desarrollada por el University College London (UCL). Este diseño, todavía en fase de prueba, incorpora una función antirreflectante que consiste en nanoestructuras que reducen la cantidad de luz reflejada alrededor de una habitación a menos del 5 por ciento. Las nanoestructuras están dispuestas en un patrón que emula las cualidades antirreflectantes que se encuentran en ciertos insectos como las polillas, lo que ayuda a reducir el deslumbramiento. Las ventanas también tienen una fina capa de dióxido de vanadio que evita que el calor se escape del edificio en los días fríos al tiempo que evita la entrada de radiación infrarroja de la luz solar en los días cálidos.

Las nanoestructuras también han sido diseñadas para reducir la adherencia del agua, de modo que las gotas de lluvia tienden a deslizarse por el vidrio, acumulando polvo y suciedad al hacerlo, haciendo que las ventanas, en efecto, se autolimpien parcialmente. El objetivo general del proyecto, financiado en parte por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), es ahorrar energía, reducir los costos de limpieza y reducir las facturas de calefacción en un 40 por ciento.

El equipo de investigación de UCL, dirigido por el Dr. Ioannis Papakonstantinou, espera que estas ventanas estén disponibles comercialmente dentro de tres a cinco años. Mientras tanto, el equipo también tiene como objetivo desarrollar una película de polímero inteligente que se pueda instalar en las ventanas existentes para ofrecer el mismo tipo de efecto de autolimpieza y ahorro de energía.

Las ventanas también se fabrican con revestimientos generadores de electricidad que generan energía renovable. Una empresa que produce estos diseños es SolarWindow Technologies, que anunció que estaba probando un producto de este tipo en marzo del año pasado. El objetivo de la empresa era desarrollar una ventana que pudiera generar energía y ofrecer un retorno de la inversión en un año. En agosto, SolarWindow anunció que su nueva ventana podría generar 50 veces la cantidad de energía producida por paneles solares convencionales por edificio, así como producir revestimientos generadores de energía para ventanas existentes hechos de materiales orgánicos como carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Estos revestimientos tendrían que instalarse en el interior de una ventana para proteger las células solares. La energía será generada por una serie de cables "invisibles" dentro del revestimiento.

[Imagen: Tecnologías SolarWindow]

SolarWindow no son los únicos que trabajan en este tipo de diseños. Investigadores de la Universidad Estatal de Michigan crearon una ventana generadora de energía totalmente transparente en agosto de 2014. La ventana actúa como una celda solar fotovoltaica y, como el producto SolarWindow, fue diseñada para edificios altos como oficinas y bloques de apartamentos en ciudades de EE. UU. La investigación está siendo llevada a cabo por la startup del MIT Ubiquitous Energy, cofundada por Richard Lunt, profesor asistente de ingeniería química y ciencia de los materiales en la Universidad Estatal de Michigan. La forma en que funciona la ventana es que recoge la parte invisible del espectro solar mientras deja pasar la luz visible, a diferencia de otras 'ventanas solares' que son solo 'parcialmente transparentes', debido al hecho de que la generación solar fotovoltaica normalmente requiere la absorción. de fotones para convertirlos en electrones. Esto significa que la creación de una celda fotovoltaica completamente transparente es básicamente imposible. Si una ventana intenta seguir el enfoque PV, al menos parte de la luz debe ser absorbida por la ventana, haciéndola solo parcialmente transparente en el mejor de los casos.

La Universidad Estatal de Michigan y Ubiquitous Energy han seguido un enfoque diferente en el sentido de que han desarrollado un "concentrador solar luminiscente transparente" (TLSC) que consiste en sales orgánicas que absorben longitudes de onda específicas de luz ultravioleta e infrarroja. Luego se iluminan como otra longitud de onda no visible de luz infrarroja que se guía hacia el borde de la ventana donde tiras de material fotovoltaico convencional, visibles como tiras negras a lo largo del borde de la lámina de plástico, lo convierten en electricidad.

VEA TAMBIÉN: Casas netas cero súper eficientes en energía de Canadá

En la actualidad, el TLSC solo tiene una eficiencia de alrededor del 1 por ciento, pero los investigadores creen que esto podría aumentar con la producción masiva. Esto podría usarse para ventanas en edificios altos o, en una escala más pequeña, para pantallas de visualización para dispositivos móviles.

Algunas ventanas que generan energía pueden reducir la temperatura del aire interno en un edificio, en otras palabras, proporcionar un efecto de enfriamiento. Solaria está desarrollando una ventana que incorpora tiras de fotovoltaica de 2,5 mm incrustadas en el vidrio de la ventana que no solo genera energía sino que también reduce el "coeficiente de ganancia de calor solar", el efecto de la luz solar sobre la temperatura interna.

Queda por ver qué tan eficientes serán estas innovaciones una vez que ingresen al mercado, suponiendo que se comercialicen con éxito. En la actualidad, la mayoría de ellos todavía se están probando y desarrollando y este sector de nicho está todavía en sus inicios.

Sin embargo, si se pueden producir diseños de ventanas que generen energía de manera efectiva y eficiente, será un paso más para que los edificios puedan producir energía por sí mismos, distribuyendo la generación de energía de manera más local, ahorrando energía y costos y reduciendo las emisiones de carbono.

Podría ser bastante emocionante, si funciona.

Ver el vídeo: 15 Ideas Para Guardar Bicicletas en la casa (Octubre 2020).