Micrografía SEM de una matriz vertical y plana de microespejos con un recuadro de área ampliada. Fuente: Hillmer et al.
Los edificios representan el 40% del consumo de energía primaria y el 36% del CO total2 emisiones. Como sabemos CO2 Las emisiones provocan el calentamiento global, el aumento del nivel del mar y cambios profundos en los ecosistemas oceánicos. Reemplazar las áreas acristaladas ineficientes de los edificios con ventanas inteligentes de bajo consumo tiene un gran potencial para reducir el consumo de energía para la iluminación y el control de la temperatura.
Harmut Hillmer y col. La Universidad de Kassel en Alemania muestra este potencial en “MOEMS microespejo placas en ventanas inteligentes para el control por día ”, un artículo publicado recientemente en el número inaugural Revista de microsistemas ópticos.
“Nuestro acristalamiento inteligente se basa en millones de micro espejos, invisibles a simple vista, y refleja la luz solar según la actividad del usuario, la posición del sol, la hora del día y la estación, proporcionando un control de luz personalizado dentro del edificio”, dijo Hillmer.
La matriz de microespejos es insensible al viento, la limpieza de ventanas y todas las condiciones climáticas porque está ubicada en el espacio entre los cristales llenos de un gas noble como el argón o el criptón. El acristalamiento proporciona calor solar gratuito en invierno y evita el sobrecalentamiento en verano, y permite una luz natural enorme, saludable y natural. energía ahorros (hasta un 35 por ciento), enormes cantidades de CO2 reducción (hasta un 30%) y una reducción del 10% de acero y hormigón en edificios de gran altura.
Además del problema energético Iluminación artificial también tiene implicaciones para la salud y el bienestar. Varios estudios han relacionado la iluminación artificial con falta de concentración, alta susceptibilidad a enfermedades, trastornos del biorritmo e insomnio. El vidrio inteligente puede reducir la dependencia de la iluminación artificial al optimizar la luz natural en una habitación.
(a) Si no hay usuario en verano, todos los espejos cambian verticalmente, manteniendo el calor del sol afuera. Esto ahorra una gran cantidad de energía al minimizar la transferencia de calor. (B) Cuando los sensores detectan la presencia de un usuario en verano, los espejos superiores se abren y reflejan la luz del día hacia el techo. La habitación se mantiene fresca donde no hay nadie, ahorrando energía en el aire acondicionado. Las partes de la habitación que están lejos de la ventana se pueden iluminar eficazmente con luz natural, ahorrando energía con luz artificial. (C) Si no hay usuario en invierno, todos los espejos se abren y toman energía al reflejar la radiación solar de la pared, actuando como un calentador radiante. Esto ahorra energía para calefacción. (D) Al detectar la presencia de un usuario en invierno, todos los espejos redirigen toda la radiación solar hacia el techo para minimizar el deslumbramiento. Ahora el techo actúa como calefactor radiante, ahorrando energía térmica. Fuente: Hillmer et al.
El acristalamiento inteligente de última generación está actualmente optimizado tanto para el invierno como para el verano, y no puede proporcionar eficiencia energética durante todo el año. Existe la necesidad de una tecnología inteligente y automática que pueda responder al clima local (día, estación), utilizar la luz solar disponible, regular la luz y la temperatura y ahorrar una cantidad significativa de energía.
Los sistemas de microespejos MEMS desarrollados por los investigadores están integrados en acristalamientos aislantes y son operados por un sistema de control electrónico. La orientación de los espejos está controlada por el voltaje entre los respectivos electrodos. Los sensores de movimiento de la habitación detectan el número, la posición y el movimiento de los ocupantes en la habitación.
Los resultados incluyen una velocidad de disparo mucho más rápida en el rango de sub-ms, un consumo de energía 40 veces menor que los conceptos electrocrómicos o de cristal líquido, reflexión en lugar de absorción y neutralidad del color. Se realizó un envejecimiento rápido de la estructura del microespejo para probar la confiabilidad y revelar la durabilidad, dureza y larga vida de los sistemas de microespejos.
Y con resultados tan positivos, las ventajas de este vidrio inteligente son claras como el cristal.
Harmut H. Hillmer et al., Matrices de microespejos MOEMS en ventanas inteligentes para el control de la luz del día, Revista de microsistemas ópticos (2021). DOI: 10.1117 / 1.JOM.1.1.014502
Cotización: Smart Glass tiene un futuro brillante (2021, 1 de abril) recuperado el 1 de abril de 2021 de https://techxplore.com/news/2021-04-smart-glass-bright-future.html
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