+
Indústria

Os novos designs de janelas podem ajudar os edifícios a gerar sua própria energia?

Os novos designs de janelas podem ajudar os edifícios a gerar sua própria energia?

Janelas de edifícios de escritórios [Imagem: C P Storm, Flickr]

Os edifícios modernos representam atualmente cerca de 40% da energia consumida nos países desenvolvidos, dos quais dois terços podem ser atribuídos ao aquecimento e à refrigeração. No entanto, ao longo dos anos, vários designs de janelas inovadores surgiram como parte das tentativas gerais do setor de energia e de instituições de pesquisa para cortar o uso de energia e reduzir custos.

Uma das inovações mais recentes é a "janela inteligente" de economia de energia desenvolvida pela University College London (UCL). Este projeto, ainda em fase de teste, incorpora um recurso anti-reflexo que consiste em nanoestruturas que reduzem a quantidade de luz refletida ao redor de uma sala para menos de 5 por cento. As nanoestruturas são organizadas em um padrão que emula as qualidades anti-reflexivas encontradas em certos insetos, como mariposas, ajudando assim a reduzir o brilho. As janelas também têm uma fina camada de dióxido de vanádio que evita que o calor escape do edifício em dias frios, ao mesmo tempo que impede a entrada de radiação infravermelha da luz solar em dias quentes.

As nanoestruturas também foram projetadas para reduzir a adesão da água, de modo que as gotas de chuva tendem a rolar para fora do vidro, acumulando poeira e sujeira ao fazê-lo, tornando as janelas, na verdade, parcialmente autolimpantes. O objetivo geral do projeto, parcialmente financiado pelo Conselho de Pesquisa de Ciências Físicas e Engenharia (EPSRC), é economizar energia, cortar custos de limpeza e reduzir as contas de aquecimento em 40%.

A equipe de pesquisa da UCL, liderada pelo Dr. Ioannis Papakonstantinou, espera que essas janelas estejam disponíveis comercialmente dentro de três a cinco anos. Enquanto isso, a equipe também pretende desenvolver um filme de polímero inteligente que possa ser instalado em janelas existentes para fornecer o mesmo tipo de efeito de autolimpeza e economia de energia.

As janelas também estão sendo fabricadas com revestimentos geradores de eletricidade que geram energia renovável. Uma empresa que produz esses projetos é a SolarWindow Technologies, que anunciou que estava testando o produto em março do ano passado. O objetivo da empresa era desenvolver uma janela que pudesse gerar energia, proporcionando um retorno sobre o investimento em um ano. Em agosto, a SolarWindow anunciou que sua nova janela poderia gerar 50 vezes a quantidade de energia produzida por painéis solares convencionais por edifício, bem como produzir revestimentos geradores de energia para janelas existentes feitas de materiais orgânicos, como carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. Esses revestimentos teriam que ser instalados no interior de uma janela para proteger as células solares. A energia será gerada por uma série de fios "invisíveis" dentro do revestimento.

[Imagem: SolarWindow Technologies]

A SolarWindow não é a única trabalhando nesses projetos. Pesquisadores da Michigan State University criaram uma janela de geração de energia totalmente transparente em agosto de 2014. A janela funciona como uma célula fotovoltaica solar e foi, como o produto SolarWindow, projetada para edifícios altos, como escritórios e blocos de apartamentos em cidades dos EUA. A pesquisa está sendo levada adiante pela startup Ubiquitous Energy do MIT, cofundada por Richard Lunt, professor assistente de engenharia química e ciência dos materiais na Michigan State University. A forma como a janela funciona é que ela coleta a parte invisível do espectro solar enquanto permite a passagem da luz visível, ao contrário de outras 'janelas solares' que são apenas 'parcialmente transparentes', devido ao fato de que a geração solar fotovoltaica normalmente requer a absorção de fótons para convertê-los em elétrons. Isso significa que a criação de uma célula PV totalmente transparente é basicamente impossível. Se uma janela tentar seguir a abordagem PV, parte da luz pelo menos deve ser absorvida pela janela, tornando-a apenas parcialmente transparente na melhor das hipóteses.

A Michigan State University e a Ubiquitous Energy seguiram uma abordagem diferente, pois desenvolveram um "concentrador solar luminescente transparente" (TLSC) que consiste em sais orgânicos que absorvem comprimentos de onda específicos de luz ultravioleta e infravermelha. Estes são então luminescidos como outro comprimento de onda não visível de luz infravermelha que é guiada em direção à borda da janela onde tiras de material fotovoltaico convencional, visíveis como tiras pretas ao longo da borda da folha de plástico, a convertem em eletricidade.

CONSULTE TAMBÉM: Casas zero supereficientes em energia do Canadá

Atualmente, o TLSC tem apenas uma eficiência de cerca de 1 por cento, mas os pesquisadores acham que isso pode aumentar com a produção em massa. Isso poderia ser usado para janelas em edifícios altos ou, em uma escala menor, para telas de dispositivos móveis.

Algumas janelas geradoras de energia podem reduzir a temperatura do ar interno de um edifício, ou seja, proporcionar um efeito de resfriamento. A Solaria está desenvolvendo uma janela que incorpora tiras de 2,5 mm de PV embutidas no vidro da janela que não apenas gera energia, mas também reduz o "coeficiente de ganho de calor solar", o efeito da luz solar na temperatura interna.

Ainda não se sabe até que ponto essas inovações serão eficientes quando entrarem no mercado, desde que sejam comercializadas com sucesso. Atualmente, a maioria deles ainda está sendo testada e desenvolvida e este nicho de setor ainda está em sua infância.

No entanto, se puderem ser produzidos projetos de janelas que gerem energia de forma eficaz e eficiente, será mais um passo para que os edifícios sejam capazes de produzir energia totalmente por conta própria, distribuindo a geração de energia mais localmente, economizando energia e custos e reduzindo as emissões de carbono.

Pode ser muito emocionante - se funcionar.


Assista o vídeo: Energia Solar, Como Gerar Sua Própria Energia Elétrica. (Janeiro 2021).