انواع شیشه های هوشمند و تکنولوژی ساخت آنها

 

پیش از این استفاده از پنجره های معمولی مانندپنجره ترمال بریک و یو پی وی سی و حتی مدل های قدیمی رایج بود اما امروزه با فناوری های جدید کم کم جای خود را به پنجره های هوشمند می دهند.

شیشه‌های هوشمند که با نام پنجره‌های هوشمند هم شناخته می‌شوند، بر اساس تکنولوژی به کار رفته در آن‌ها دارای انواع مختلفی هستند. شیشه هوشمند یا Smart Glass با استفاده از جریان برق قابلیت تغییر حالت از شفاف به مات یا روشن به تیره را دارند. این شیشه‌ها ورود نور خورشید و دید به فضا را کنترل می‌کنند. در ادامه این مقاله شما را با انواع شیشه‌های هوشمند بر اساس تکنولوژی آن‌ها آشنا می‌کنیم.

شاید به فکر تعویض پنجره یو پی وی سی باشید اما با خواندن این مقاله به فکر استفاده از تکنولوژی های جدیدتر میفتید. 

تکنولوژی شیشه هوشمند

شیشه‌های هوشمند از تکنولوژی PDLC برخوردارند. مایع پراکنده یا PDCL که مخفف عبارتPolymer Dispersed Liquid Crystal یک کلاس از تکنولوژی‌های الکتریکی، فتونی و حرارتی است که در ساخت شیشه هوشمند استفاده می‌شود. تکنولوژی PDCL در دهه 1980 در ایالات متحدده آمریکا ساخته شد و به ثبت رسید. از آن زمان به بعد این تکنولوژی بعنوان صنعتی جدید در سطح جهانی توسعه یافت. 

فناوری الکتروکرومیک، در تکمیل عملکرد شیشه‌های هوشمند به کمک می‌آید. در واقع شیشه‌های الکتروکروماتیک، انواعی از شیشه‌ها هستند که با ورود جریان الکتریکی در طی یک واکنش شیمیایی، وضعیت شفافیت شیشه را تغییر می‌دهد.

 با خدماتعایق صوتی آشنا شوید.

دلیل اهمیت شیشه‌های هوشمند

یکی از مهمترین دلایل اهمیت شیشه‌های هوشمند سازگاری آن با محیط زیست است. این شیشه‌ها پس از نسل شیشه‌های دوجداره که بعنوان عایق حرارتی و صوتی استفاده می‌شدند روی کار آمده است. پنجره هوشمند با کنترل عبور نور خورشید، به خاصیت عایق بودن پنجره‌های دوجدار می‌افزاید. به همین دلیل مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. علاوه بر آن، در طراحی فضا، به دلیل خاصیت شفاف یای مات بودن آن، مورد استقبال طراحان زیادی قرار گرفته است.

ازکاربرد شیشه های هوشمندچه میدانید؟

اجزای شیشه‌های هوشمند

شیشه‌های هوشمند از 4 جزء اصلی تشکیل می‌شوند:

• شیشه
• میکروفیلم هوشمند
• اینورتر برق
• ریموت کنترل

در خصوص میکروفیلم‌ها باید گفت این فیلم‌ها خودشان از چند لایه تشکیل شده‌اند؛ لایه ابتدایی از ورق‌های پلیمری تشکیل شده. روی آن یک لایه نازک از ماده شفافی که حاوی جریان الکتریسیته است، پوشیده شده. بین این دولایه هم ماده‌ی PDLC قرار گرفته که همان تکنولوژی کریستال مایع است.

عملکرد این لایه‌ها به این صورت است که کریستال‌های مایع به صورت نامنظم در یک لایه پلیمری پخش شده‌اند؛ همین دلیل اصلی مات شدن شیشه است که پرتوهای نور را می‌شکند و فیلم را مات می‌کند. حالت شفاف آن هم با عبور جریان برق از دو لایه رسانا ایجاد می‌شود. در واقع جریان برق، تمام کریستال‌های نامنظم را هم جهت می‌کند تا عبور نور بدون شکست انجام شود؛ نتیجه آن شفاف شدن شیشه است.

 لمینت

یکی از انواع شیشه های هوشمند ، شیشه هوشمند لمینت است. در این نوع میکروفیلم هوشمند بین دو شیشه لمینت و وکیوم می‌شود. این شیشه هوشمند ضد آب، آنتی استاتیک و آنتی یو وی است. برای دیواره حمام، درب اتومات انواع پنجره‌ها، پارتیشن‌های اداری و دیواره‌های بیرونی استخر، می‌توان از نوع لمینت شیشه‌های هوشمند استفاده کرد.

شیشه هوشمند برچسبی

در شیشه‌های هوشمند برچسبی، میکروفیلم هوشمند به صورت ورقه‌ای که یک روی آن دارای برچسب است، پشت شیشه چسبانده می‌شود. این لایه از آنجایی که میان دو شیشه محصور نمی‌شود و در معرض ضربه، گرد و غبار، نور مستقیم و آب و مایعات قرار دارد، دوام و عمر کوتاه‌تری در مقایسه با شیشه‌های هوشمند لمینت دارد.

الکتروکرومیک

در این نوع از شیشه‌های هوشمند می‌توان سرعت انتقال نور را بر اساس میزان جریان الکتریکی تغییر داد. در واقع این شیشه‌ها دارای 3 حالت شفاف، نیمه مات و مات هستند. در واقع اگر تابش نور ملایم باشد، شفاف هستند و اگر از یک حدی نور شدیدتر باشد، به حات نیمه مات یا کاملاً مات تغییر حالت می‌دهند. این تغییر حالت برای شیشه‌های الکتروکرومیک کمی زمانبر است.

شیشه هوشمند LC

این شیشه‌ها مانند شیشه‌های هوشمند بر اساس تکنولوژی PDLC قبل از عبور جریان الکتریکی شفاف هستند. با این تفاوت که سرعت تغییر بین دو حالت مات و شفاف در شیشه‌های PDLC سریعتر از سایر فناوری‌ها هستند. از جمله کاربردهای شیشه‌های هوشمند LC در ساختمان‌های اداری و تجاری است؛ آن هم به دلیل خاصیت مات شوندگی آن‌ها بعنوان Privacy Glass است.

شیشه  SPD

این نوع شیشه هم مانند شیشه هوشمند LC و PDLC با برقراری جریان الکتریکی مات می‌شوند. این شیشه‌ها در حالت عادی شفاف هستند. یکی از ویژگی‌های شیشه‌های SPD و LC این است که برای مات ماندن، نیاز به جریان دائمی الکتریکی دارند.

شیشه ترموکرومیک

شیشه‌های ترموکرومیک برای تنظیم گرمای محیط داخلی ساختمان کاربرد دارند. این شیشه‌ها بر اساس میزان گرمای جذب شده، انتقال نور را کنترل می‌کنند. به همین دلیل در کاهش مصرف انرژی ساختمان تاثیر زیادی دارند.

شیشه فتوکرومیک

این شیشه‌ها عملکردی مانند تغییر رنگ برخی عینک‌ها به حالت عینک آفتابی زمانی که در مقابل آفتاب شدید قرار می‌گیرند، دارد. شیشه‌های فتوکرومیک در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV) تغییر رنگ می‌دهند به همین دلیل گزینه‌های مناسبی برای استفاده در نمای ساختمان‌ها هستند.

انواع شیشه هوشمند از نظر کاربرد:

انواع شیشه هوشمند از نظر کاربرد را به دو مدل مات شونده و خود تمیز شونده تقسیم می‌شوند. 

• شیشه هوشمند مات شونده:

شیشه هوشمند مات شونده یا مات شو اتوماتیک، در هتل‌ها مکان‌های تجاری سازمان‌های بهداشت و درمان مجتمع‌های مسکونی بسیار استفاده می‌شود. طرفداران آن به دلیل خصوصیاتی چون بهبود ظاهر محیط داخلی، عمر طولانی آن، کاهش درخشش و کرنش چشم در کنار افزایش عملکرد فضا بسیار زیادتر از سایر انواع شیشه هوشمند می باشد. گران بودن و گرم کردن محیط به دلیل جذب نور تنها دو عیب این مدل می باشد.

• شیشه هوشمند خود تمیز شونده:

این مدل شیشه‌ها با پوشش بیرونی خود از جنس دی اکسید تیتانیوم باعث تمیز ماندن سطح شیشه در همه شرایط می‌شوند. ساختمان های اداری مسکونی استخرها و بسیاری از مراکز صنعتی از این مدل شیشه هوشمند استفاده می‌کنند. صرفه جویی در وقت و هزینه، کاهش مصرف انرژی، افزایش مقاومت شیشه در برابر سایش، شفافیت بیشتر و جلوگیری از به جای ماندن رد انگشتان، آب و کثیفی از مزایای شیشه هوشمند خود تمیز شونده می باشد. بهتر است برای استفاده حداکثری از مزایای این مدل شیشه آن‌ها را در مکان‌هایی که مورد نور مستقیم خورشید قرار می‌گیرند استفاده کنید؛ چرا که در خورشید به گونه‌ای باعث فعال شدن آن می شود.

شیشه‌های آفتاب گیر:

شیشه های آفتاب‌گیر نیز نوعی از شیشه های هوشمند محسوب می‌شوند که نور خورشید کمتری را دریافت می‌نمایند. روش عملکرد شیشه های آفتاب‌گیر توسط فناوری نانو یا همان فناوری ترموکرومیک عمل می‌کنند.
روش عملکرد شیشه های آفتاب‌گیر به این صورت خواهد بود که ساختمان نور کافی را دریافت کرده اما شیشه‌ها مانع از جذب گرمای خورشید شده و در مقابل گرمای ناشی از نور آفتاب دارای نوعی عایق‌بندی هستند.
شیشه های هوشمند آفتاب‌گیر کمک شایانی به پایداری محیط‌ زیست کرده و برای نمای ساختمان‌های تمام شیشه ای که نور آن‌ها از طریق آفتاب تأمین می‌شود استفاده می‌گردد. 
 
فناوری نانو با استفاده از چند روش سبب ایجاد شیشه آفتاب‌گیر شده که عبارت‌اند از:

• پوشش‌هایی از جنس فیلم هوشمند که دارای حساسیت به طیف خاصی از نور مانند نور فروسرخ می‌باشند. زیرا نور فروسرخ سبب گرم‌تر شدن فضا شده و با جذب این طیف مانع از جذب گرما می‌شوند.
• نمونه دیگر استفاده از فناوری نانو در ساختمان استفاده از عملکرد فتوکرومیک است که شبیه‌سازی شیشه مورداستفاده برای ساختمان با عینک‌های فتوکرومیک بوده و در عین انتقال نور با زدن یک دکمه سبب جذب گرمای آفتاب می‌شوند.
• روش سوم استفاده از تکنولوژی الکتروکرومیک است که شیشه به تغییر دما حساس بوده و با افزایش دما به‌طور خودکار رنگ شیشه رو به تیرگی می‌رود.

بیشترین کاربرد شیشه آفتاب‌گیر برای نمای شیشه ای هوشمند بوده که نیاز به نور ناشی از تابش خورشید داشته اما گرما را دفع نماید.

نحوه‌ی کار شیشه‌های هوشمند:

امروزه می توان با استفاده از فناوری نانو، با کنترل خصوصیات مختص به شیشه، تغییراتی را در اتم های آن ایجاد کرد. برای مثال در صنعت شیشه می توان با استفاده از فناوری نانو شیشه های کنترل کننده انرژی و یا شیشه های محافظ آتش ساخت. شیشه ی کنترل کننده انرژی باعث کم کردن امواج ماورا بنفش و همچنین مادون قرمز می شود و نورهای مرئی را تنظیم می کند و از اتلاف انرژی جلوگیری می کند.

گزارش شرکت SolarWindow Technologies در مورد تولید، بازاریابی و ساخت محصولات پنجره های خورشیدی تولید برق خود در برج‌های بلند و آسمان‌خراش‌ها

این گزارش جزئیات بیشتری از طرح (ابتکارعمل) های کلیدی مستقر (در حال اجرا) شرکت و برنامه‌های آن برای دوره‌های سه‌ماهه آتی را ارائه می‌دهد؛ این گزارش در پی امضای توافقنامۀ (تولید) اخیر با شرکت Triview Glass Industries LLC، سازنده محصولات سفارشیِ باکیفیت در حومۀ لس‌آنجلس ارائه می‌شود.

ساختمان‌های تجاری با مصرف انرژی تقریباً 40 درصد از کل تولید برق ایالات‌متحده و هزینه مصرفی بیش از 140 میلیارد دلار، مشتریان ایده آلی برای پنجره‌های تولید برق شرکت به شمار می‌آیند. بر اساس مدل‌های مهندسی مستقلاً تائید شده، محصولات سولارویندو (با نام تجاری SolarWindow™- پنجره ­های خورشیدی) می‌توانند تقاضای برق در برج‌های بلند را 30 تا 50 درصد کاهش دهند و دورۀ بازگشت مالی (سرمایۀ) یک سال دارند.

آقای John Conklin، رئیس و مدیرعامل شرکت می‌گوید «اولین هدف ما ساخت (اختراع) پوشش‌های مایع شفاف تولید برق برای استفاده تجاری بود؛ حالا می‌خواهیم این اختراعات را به محصولات تجاری تبدیل و آن‌ها را روانۀ بازار کنیم تا تمام ساختمان‌ها را به ژنراتورهای عمودی تولید برق تبدیل کنند».

 موافقت‌نامۀ تولید سولارویندو برای پنجره های خورشیدی تولید برق

سولارویندو توافقنامه‌ای را برای ادغام فرآیند و تولید را با شرکت تریویو گلس ایندستریز منعقد کرد که بر اساس آن تریویو گلس ایندستریز به‌عنوان سازنده منطقه‌ای شیشه برای شرکت سولارویندو عمل خواهد کرد.

شرکت تریویو با ماشین‌آلات پیشرفته و دوازده خط ویژۀ تولید اولین سایت تولید شرکت سولارویندو است.

اهداف و ویژگی‌های مهم توافق‌نامه و همکاری سولارویندو با تریویو عبارت‌اند از:

1.ادغام پوشش‌ها و روش‌های سولارویندو با فرایندهای تولید تریویو؛

2.ساخت محصولات مخصوص تولید برق سولارویندو در مقیاس تجاری در تریویو؛

3.تمام حقوق انحصاری، مالکیت معنوی، اختراعات و اکتشافات جدید (که درنتیجۀ این همکاری توسعه می‌یابند) متعلق به سولارویندو خواهد بود؛

4.فرآیندهای موجود در تریویو، به‌خصوص محصولات نشکن (سکوریت)، لمینیت و عایق، قابلیت انطباق بالایی با توسعه خطوط تولید جدید سولارویندو دارند.

تریویو طیف گسترده‌ای از محصولات شیشه‌ای معماری و تزئینی را با استفاده از روش‌ها و فرایندهای خاص تولید می‌کند که از ساخت شیشه‌های تولید برق سولارویندو پشتیبانی می‌کنند.

گسترش بازار

برای دستیابی به اهداف فوری تولید، بازاریابی و توسعۀ کاربردها، سولارویندو طرح‌های (ابتکار عمل‌های) زیر را مستقر و برنامه‌ریزی کرده است:

سه‌ماهه چهارم 2017 تا سه‌ماهه دوم 2018: افزایش سرمایه برای ادغام سولارویندو در تریویو، خرید تجهیزات پوششی و جانبی برای نصب در تریویو به‌منظور ساخت شیشه‌های تولید برق و نیز برای سرمایه‌گذاری در سرمایه در گردش.

سولارویندو گزارش‌های مداومی را از اهداف ساخت و تولید و نیز همکاری‌های تجاریِ بیشتر ارائه خواهد داد.

سه‌ماهه دوم و سوم 2018: افزایش سرمايه برای توسعۀ (نیروی انسانی) کارکنان فنی و توليدی؛ و نیز خرید و نصب تجهیزات تولید اضافی، مواد خام و منابع.

به‌روزرسانی‌های مداوم خطوط محصول؛ فروش و بازاریابی و کانال‌های توزیع توسط سولارویندو ارائه خواهد شد.

 
فناوری
فناوری جدید سولارویندو برای تولید برق به‌وسیلۀ شیشه نتیجه سال‌ها تحقیق و توسعه است. در میان پیشرفت‌های مهم که بیانیۀ امروز را ممکن کرده‌اند می‌توان موارد زیر را برشمرد:

. دانشمندان و مهندسان سولارویندو لایه‌های پوشش مایعی شرکت را به Corning® Willow® Glass اعمال کرده و آن‌ها را در فشار و حرارت بالای شبیه‌سازی‌شده (شبیه به شرایط موجود در فرایندهای تولید شیشه و پنجره‌های تجاری) لمینیت کردند. نتیجۀ کار یک روکش شیشه‌ای قابل‌انعطاف به ضخامت یک کارت ویزیت است که برق تولید می‌کند.

. پوشش‌های تولید برق سولارویندو در برابر شرایط محیطی دنیای واقعی، ازجمله تغییرات دمایی شدید مقاوم هستند؛ و

. مهندسان مقاومت پوشش‌های خورشیدی سولارویندو در برابر فشارهای شدید ناشی از فرآیندهای تولید اتوکلاو را تائید کرده‌اند؛ فرایندهایی که توسط تولیدکنندگان شیشه و پنجره‌های تجاری به کار گرفته می‌شوند. تولید اتوکلاو یک روش معمول برای ساخت شیشه‌های صاف، منحنی، نشکن و خورشیدی است

برچسب‌ها: پنجره های خورشیدی تولید برق

شیشه ماده شفافی است اما این شفافیت درجه خاصی دارد، شیشه های معمولی درجه مشخصی از شفافیت دارند اما شیشه فوق شفاف  (ultra&Extra Clear Glass) بسیار شفاف تر از شیشه های معمولی می باشد. فرایند تولید و مواد خام اولیه تولید شیشه فوق شفاف کمی متفاوت تر از شیشه های شفاف معمولی است.

برچسب‌ها: شیشه فوق شفاف

شیشه محافظ اشعه ایکس ( شیشه ضد اشعه ایکس) دیدی واضح فراهم می سازد در حالیکه در مقابل اشعه گاما و اشعه ایکس محافظ می کند. 

22 تا 65 درصد وزن شیشه محافظ اشعه ایکس عموما مربوط به اکسید سرب می شود و شیشه به دلیل وضوح بالا، جایگزین مناسبی برای سایر مواد محافظ اشعه ایکس می باشد. بخصوص اینکه شیشه مقاومت بیشتری از پلاستیک در مقابل خراشیدگی دارد.

 

شیشه محافظ اشعه ایکس تنها برای یک منظور طراحی و تولید شده است و آن تهیه ماده ای با کیفیت با شفافیت بالا جهت محافظت در مقابل اشعه ایکس می باشد. سرب و باریم موجود در این شیشه سبب محافظت از V100 تا kV300 می شود. از این رو این محصول در تمامی کاربردهای پزشکی،تکنیکی و یا تحقیقاتی قابل اعتماد می باشد.

کاربردها:

-پنجره نمایش اتاق سی تی اسکن و اشعه ایکس

-صفحه تشخیص پزشکی

-صفحه محافظ در آزمایشگاه ها

-لنز محافظ عینک های ایمنی

برچسب‌ها: شیشه محافظ اشعه ایکس

شیشه هاي هوشمند یا مات شونده (Switchable privacy glass) دنیای طراحی را دچار تحول کرده اند. در این میان، طراحان در اماکن عمومی با بهره گیری از فناوری شیشه  های هوشمند مات شونده و ترکیب آن با خلاقیت ها بدیع، دست به طراحی های چشمگیری در فروشگاه ها، ویترین  های فروش، رستوران ها و کافه ها زده اند. در ادامه به 5 طراحی و کاربرد خلاقانه شیشه مات شونده اشاره می شود.

1- اتاق پرو با شیشه هوشمند

 لباس فروشی ها می توانند از شیشه هوشمند به عنوان درب اتاق پرو استفاده نمایند و هنگامی که کسی داخل آن نیست، شیشه در حالت شفاف باشد. مشتریان می توانند با فشردن دکمه داخل اتاق پرو،  آن را از حالت مات تبدیل به شفاف کنند تا همراهانشان لباس جدیدشان را ببینند. استفاده از شیشه های مات شونده در فروشگاه ها تجربه زیبایی از خرید از یک فروشگاه مدرن را به مشتریان خواهد داد.

2– اتاقک های دستشویی و حمام

یکی از راه هایی که می توانید فروشگاه ، رستوران و یا کافه خود را تبدیل به جایی فراموش نشدنی برای مشتریان تان بکنید، نصب شیشه هوشمند در اتاقک ورودی دستشویی ها و یا حمام است که نه تنها سبب افزایش فضای خصوص مشتریان بلکه سبب خدمت رسانی به آنها با استفاده از ترکیب جذاب خلاقیت و تکتولوژی و حداکثر استفاده از فضا می شود.

3- دیوار های جداکننده

با جدا کردن قسمت کافی شاپ از غذا خوری و یا ایجاد VIP برای مشتریان با استفاده از شیشه های مات شونده، این امکان را برایتان فراهم می شودتا  از فضای خود بیشترین استفاده را بکیند. رستوران ها می توانند با مات کردن شیشه، قسمتی را تبدیل به کافی شاپ بکنند و هنگام سرو غذا و یا مواقع لزوم، این دوفضا را با تبدیل شیشه به شفاف ترکیب نمایند.

4- پرده نقاشی برای تبلیغات

شیشه های مات شونده وقتی در حالت مات قرار دارند، می توان از آنها به عنوان پرده نمایش پروژکتور استفاده کرد. تصاویر یا ویدئوهای منعکس شده روی شیشه نماهای جذاب و چشمگیری را ایجاد می نماید که هر بیننده را مجذوب خواهد کرد. به هنگام روز می توان شیشه ها را در حالت شفاف قرار داد تا داخل فروشگاه رویت شود و به هنگام شب می توان شیشه  را در حالت مات قرار داد و از ویدئو پروژکتور برای نمایش ویدئو و تصاویر روی آن استفاده کرد.

5- سقف

شیشه مات شونده انتخاب فوق العاده ای برای سقف می باشد. فروشگاه ها، رستوران ها و  بیمارستان ها می توانند از شیشه های مات شونده برای سقف استفاده نماییند تا مشتریان شاهد تصاویر بی نظیری از آسمان روز یا شب به هنگام خرید، غذاخوردن و یا استراحت باشند.

 

 

برچسب‌ها: شیشه هاي هوشمند, مات شونده

EUVL mask blanks are ultra-low thermal expansion glass substrates with optical films that are used for extreme ultra-violet lithography (EUVL) suitable for the manufacturing of semiconductor devices with 22nm and smaller nodes. We have been developing EUVL mask blanks by utilizing AGC's core technologies including glass material technologies to precisely control the thermal expansion coefficient with the order of 10-9, glass polishing technologies to realize flat glass surfaces that are <100nm thin, dry coating technologies of highly reflective multi-layer films at 13.5nm wavelength which requires accurate thickness control with the order of 0.01nm.

 

برچسب‌ها: EUVL mask blanks

Anti-reflection (AR) film has been used in various industrial fields, and there has been constant demand for lower reflectance AR film with neutral reflectance color and anti-smudge property. Conventionally, these functions are achieved only though a dry coating method such as the sputtering coating method. Leveraging new film design and materials, AGC successfully added such high performance to AR film by using the wet coating method which is known as a promising low-cost coating method.

 

أNOn coat

 

AR

 

Neutral AR

برچسب‌ها: شيشه ضد انعكاس

Water repellent glass is based on two technologies, fluorine polymer design and wet-coating methods. A special fluorine polymer coating repels water droplets and safeguards visibility for highway driving in the rain. Water repellent glass is widely used as automotive glass.

 

برچسب‌ها: شيشه هاي آب گريز

Photovoltaic glass (PV glass) is a technology that enables the conversion of light into electricity. 

To do so, the glass incorporates transparent semiconductor-based photovoltaic cells, which are also known as solar cells. The cells are sandwiched between two sheets of glass. Photovoltaic glass is not perfectly transparent but allows some of the available light through.

Buildings using a substantial amount of photovoltaic glass could produce some of their own electricity through the windows. The PV power generated is considered green or clean electricity because its source is renewable and it does not cause pollution. In addition to energy cost savings, potential benefits from the use of photovoltaic glass include reducing the carbon footprint of facilities, contributing to sustainability and consequently, enhancing branding and public relations (PR) efforts.  

In environments where too much heat gets in with light, the reduced transparency can also save on air-conditioning costs. Variations have been designed for environments where more light is desired. For example, Sharp has developed a slitted solar glass product that has gaps between solar cells to enable greater light penetration.

Another company, Onyx Solar, makes photovoltaic glass with a variety of options including different colors, gradient and patterns as well as double or triple-glazed products. Variance in photovoltaic efficiency and light penetration among these products enables multiple options for architectural design.

برچسب‌ها: شيشه هاي فوتوولتاييك photovoltaic glass, PV glass

از کاربردهای نانوتکنولوژی در صنعت ساخت شیشه می توان به محصولاتی مانند شیشه های خودتمیز شونده، شیشه های کنترل کننده انرژی و شیشه های محافظ در برابر آتش اشاره کرد. در ساخت شیشه های خود تمیز شونده از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم استفاده می شود. این شیشه ها دارای خاصیت ضدلک و ضدعفونی کنندگی هستند. ساخت شیشه‌های خود تمیزشونده که حتی مشکل تمیزکاری پنجره‌ها بخصوص در ساختمان‌های بلند را از میان برمی‌دارد، با کمک فناوری نانو حاصل شده است. شیشه های محافظ در برابر آتش از طریق قرار دادن یک لایه شفاف محتوی نانو ذرات سیلیس در میان دو صفحه شیشه ای ساخته می-شوند. شیشه های کنترل کننده انرژی سبب کاهش عبور امواج ماورای بنفش و مادون قرمز، و تنظیم عبور نور مرئی و هم چنین جلوگیری از اتلاف انرژی در بخش‌های مختلف و استفاده بهینه انرژی در ساختمان شده است. از طرفی به حفظ و نگهداری ساختمان برای مدت طولانی، و همچنین مقاوم‌سازی آن، حتی در برابر حوادث غیرمترقبه کمک بسیاری می کند.

شیشه و انواع آن

برای استفاده از خواص فوق العاده نانو مواد ، در اکثر اوقات لازم است، تا بر روی یک بستر مستحکم قرار گیرند. انواع شیشه ها می توانند گزینه خوبی برای این منظور باشند. با ترکیب شیشه ها با خواص متفاوت به همراه نانو ذرات می توان خواص بسیار جالبی از ترکیب آنها بدست آورد. در این قسمت برخی از انواع شیشه های پرکاربرد به عنوان عنوان بستر معرفی خواهد شد. سپس با استفاده از نانو ذرات خواص شگفت انگیزی بر روی شیشه بوجود خواهد آمد.

شیشه ایمن (Safety glass)
دو نوع شیشه امن وجود دارد:
۱. لایه لایه ای (لامینت)
۲. حرارت دیده–حرارتی

شیشه ایمن لایه ای
شیشه های ایمن یک لایه نازک انعطاف پذیر پلاستیک شفاف به نام پلی وینیل بوتیرال (pvb) است که در میان دو یا چند تکه از شیشه تحت فشار قرار می گیرد (ساندویچ می شود). غشاء پلاستیک شیشه را در زمان شکست در جای خود نگه می دارد که به کاهش جراحات ناشی از پرتاب شیشه کمک می کند. بانک ها از یک شیشه دو جداره ی لایه ایی به منظور جلوگیری از وارد شدن گلوله تفنگ استفاده می کنند. شیشه ی لایه ای در برابر بیرون افتادن از قاب در مواقع زلزله و طوفان نیز مقاومت می کند.

شیشه های ایمن لایه ای دو مزیت دیگر نیز دارند:

● انتقال صدا با فرکانس بالا را کاهش می دهد.
● ۹۷ درصد از اشعه UV، (ماوراء بنفش) را می گیرند.شیشه ایمن لایه ای در موارد زیر استفاده می شود.
● دما سنج ها، برای برداشتن دمای بدن
● صفحات برنده (Cutting boards)
● پنجره های گلخانه ها
● چهار دیواری دوش – حمام (Shower enclosures)
● پارتیشن های دفتر

شیشه ایمن حرارتی
شیشه ایمن حرارتی تنها یک تکه از شیشه است که به وسیله عملیات حرارتی گرم می شود، سپس سریع سرد می شود و شیشه تبدیل به یک جسم سخت می شود. عملیات حرارتی مقاومت شیشه را تا ۱۰ برابر افزایش میدهد. وقتی این نوع شیشه ضربه می خورد به تکه های تیز دندانه دار مثل ترکش های یک شیشه عادی یا یک آیینه تبدیل نمی شود. در عوض به تکه های شبیه به سنگریزه تبدیل می شود، بدون لبه های تیز. شیشه حرارتی در پنجره های کناری خودروها استفاده می شود. عینک هایی که از یک شیشه حرارتی استفاده می کنند به وسیله یک عملیات شیمیایی حرارت می گیرند.

کاربردهای شیشه های حرارتی ایمن:

• مانیتورهای کامپیوتر

• نمایشگرهای کریستال مایع LCD

• نورگیرها

• قفسه های یخچال

• درهای کوره

• درهای مقاوم در برابر طوفان

اگر شما عینک آفتابی قطبیده شده به چشم بزنید می توانید به راحتی شیشه ایمن حرارتی را در پنجره های عقب یک اتومبیل در روز آفتابی تشخیص دهید. سرتان را ۹۰ درجه کج کنید. شما یک طرح متقارن که در هنگام عملیات حرارتی شیشه ساخته شده است را خواهید دید. به هر حال با ورود نانوتکنولوژی به هر حوزه ای می توان خواص و کاربردهای جدید در آن حوزه را انتظار کشید. صنعت شیشه نیز از این امر مستثنی نبوده و شاهد تغیراتی اساسی در تنوع و کارکردهای محصولات بوده که در زیر به چند مورد از آن اشاره خواهد شد.

شیشه های ضد لک و آسان تمیز شونده: پوشش های Nanoprotect AG که در صنعت خودرو سازی کاربرد دارد، موجب دفع آب و ذرات گرد و غبار شده و به راحتی می توان سطح آن را تمیز کرد. این روکش همچنین ضدسایش بوده و علاوه بر مقاوم بودن در برابر پرتوهای فرابنفش، از دوامی طولانی برخوردار است. مشکل آلودگی سطوح مخصوصاً در مورد سطوح با انرژی بالا همانند شیشه یا فلز که تمایل به جذب مولکول های دیگر دارند، فراگیر است. راهبرد معمول برای حل این مشکل، کاهش انرژی آزاد سطحی این مواد بدون از بین رفتن ویژگی هایی همانند شفافیت است. برای رسیدن به سطوح آسان تمیزشونده باید به طریقی انرژی سطح را کاهش داد. یکی از مثال های آشنای این مورد، روکش های پرفلوئوره (تفلون) بر روی ظروف آشپزی نظیر تابه های نچسب است. معمولاً زمانی که زاویه تماس آب بالای۱۰۰ درجه است، ویژگی دفع روغن و آب افزایش می یابد.

نکته قابل تامل این است که این نوع پوشش های کاهنده انرژی سطحی بر روی موادی چون شیشه قابل استفاده نیست. زیرا اساس استفاده از شیشه، که شفافیت است را به شدت کاهش می دهد. برای رسیدن به شیشه با انرژی سطحی پایین باید از لایه های نازک بر روی سطح استفاده شود، تا شفافیت تغییر قابل ملاحظه ای نداشته باشد. در عین حال بتواند خواص جدید مورد نیاز را نیز تامین کند. برای این منظور می توان از مواد مختلفی استفاده کرد. این مواد باید به گونه ای انتخاب شوند که پس از نشستن بر روی سطح شیشه گروه های آبگریز آن ها ( نظیر متیل، اتیل و … ) به سمت خارج جهت گیری کند، تا ضمن کاهش جذب آلودگی به راحتر تمیز شدن آن نیز کمک کند.
شیشه های خودتمیزشونده با پوشش TiO2: نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم، عضوی از خانواده بزرگ نانوذرات هستند که به سبب ایجاد خاصیت خودتمیزکنندگی برای سطوح، از ابتدای شکل گیری فناوری نانو، مورد توجه ویژه واقع شده اند. از این نوع فوتوکاتالیست می توان برای ساخت شیشه ها و آجرهای خود تمیز شونده در نمای ساختمان ها استفاده کرد. علاوه بر این با پوشش دهی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بر زیرلایه های مناسب، می توان فیلترهای کارآمدی برای از بین برندن بو، تصفیه هوا و آب و فاضلاب ساخت.

پوشش هایی از ماده دی  اکسیدتیتانیوم را با استفاده از روش های گوناگون، بر روی شیشه لایه نشانی می کنند. این پوشش با توجه به خاصیت نیمه هادی اکسیدی دی اکسیدتیتانیوم طی دو مکانیزم متفاوت باعث به وجود آمدن دو خاصیت به شرح زیر می شود. زمانی که پوشش دی اکسیدتیتانیوم بر روی شیشه ها در معرض تابش UV (که بخش اعظم نور خورشید را تشکیل می دهد) قرار می گیرد، آلودگی هایی مانند گرد و غبار و ذرات همراه باران را که به مرور زمان بر روی شیشه باعث آلوده شدن و عدم دید خوب می شود، تجزیه می کند.
خاصیت دومی که این پوشش به شیشه می دهد خاصیت آب دوستی است به این ترتیب که آلودگی های تجزیه شده هیدروکربن های آلی بر روی شیشه، بر اثر بارش باران یا آبی که به صورت مصنوعی بر روی شیشه ریخته می شود، به صورت ورقه ای پایین می آید.

استفاده از این نانومواد برای ایجاد پوشش بر روی شیشه می تواند منجر به ویژگی های ذیل برای آن ها بشود:

• پس زدن آب و روغن از روی شیشه
• عدم چسبیدن آلودگی و کثیفی بر روی شیشه
• پاک شدن گل و لای بوسیله آب باران
• عدم رسوب گرفتن شیشه
• ممانعت از خوردگی
• افزایش استحکام و مقاومت شیشه در برابر خش افتادگی
• جلوگیری از تشکیل اثر انگشت روی شیشه

• روشن تر و شفاف تر شدن شیشه تا ۲۰%

• یکنواخت تر شدن سطح شیشه تا ۳۰%
• افزایش دید از طریق شیشه در شرایط بد آب و هوایی
• تمیز باقی ماندن شیشه تا مدت زمان طولانی
• ضد انعکاس

برای پوشش دهی شیشه ها موادی وجود دارد که علاوه بر قابلیت دفع آب و آلودگی، در برابر خش نیز مقاوم است. در ضمن در برابرشوینده های شیمیایی و اسیدهای ملایم نیز مقاوم بوده و تحمل حرارت تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد را دارد. قیمت شیشه ها با پوشش اکسید تیتانیوم حدود ۱۰ درصد بیشتر می شود.

روکش های ضد مه بر روی شیشه: قرار دادن یک سطح خنک در یک محیط گرم تر موجب ایجاد مه می شود. این اثر غیر قابل اجتناب است، مگر اینکه سطح مورد نظر گرم شود. تشکیل مه در اثر ایجاد قطرات کوچک روی سطح آیینه ای است که موجب انعکاس ذره ای نور می شود. یک سطح ابرآبدوست می¬تواند از تشکیل این قطرات کوچک جلوگیری کند. این قطرات به سادگی با هم ادغام شده و یک لایه نازک آب را روی سطح آینه ای ایجاد می کنند که در این حالت، انعکاس پذیری سطح تغییر چندانی نمی کند. زمانی که روکش های فتوکاتالیزوری دی اکسید تیتانیوم در معرض مقدار مناسبی نور ماورای بنفش قرار گیرند، ابرآبدوست می شوند. در این حالت قطرات بخار آب هرگز روی سطح شیشه ها به صورت قطره جمع نمی شود بلکه به واسطه خصوصیت فوق آبدوستی سطح سریعاً روی سطح پخش شده و یک لایه سنگین آب روی سطح ایجاد می کند. این لایه به واسطه افزایش تدریجی وزن تمایل به سقوط دارد. در این کاربرد خاصیت آبدوستی شیشه توسط دو لایه SiO2 و TiO2 ایجاد می‌شود. ترکیب SiO2 در لایه خارجی قرار دارد و کشش سطحی بین آب و شیشه را کم می کند. دی اکسید تیتانیوم در لایه داخلی قرار دارد و نور خورشید را جذب نموده و مواد آلی را متلاشی می کند. با توجه به ساز و کار ذکر شده این لایه از خود خاصیت خود تمیز شوندگی نشان می‌دهد.

شیشه های کم گسیل با پوشش نانویی جهت کاهش مصرف انرژی: در این راستا می توان با استفاده از روکش های نانویی بر روی شیشه پنجره ها، آن ها عایق و تبادل حرارتی را بهینه کرد و اصطلاحاً به شیشه خاصیت کم گسیل (Low emission) اضافه کرد. در این صورت نقش آنها در کاهش مصرف انرژی غیر قابل انکار خواهد بود.

پوشش نانویی در شیشه های کم گسیل، اجازه عبور بخش مرئی طیف نور خورشید را می دهند، اما طیف حرارتی (امواج مادون قرمز) و امواج مضر (ماوراء بنفش) را منعکس و فیلتر می کنند. این شیشه ها انتقال حرارت ناشی از اختلاف دما که ترکیبی از پدیده های هدایت، جابجایی و تابش است را به مقدار زیادی کاهش می دهند و همچنین انتقال حرارت تابشی (کسب انرژی خورشید) را نیز تحت کنترل دارند.

با توجه به مشخصات مذکور، استفاده از این نوع شیشه، مزایایی از جمله آسایش حرارتی در زمستان و تابستان، کاهش هزینه سالانه انرژی، جلوگیری از ورود اشعه های مضر خورشید همراه با تأمین روشنایی مناسب برای ساختمان و در نتیجه کاهش هزینه مورد نیاز برای روشنایی، را در بر دارد.

شیشه های محافظت شده در برابر آتش: در مورد جداره های شیشه ای نیز، فناوری نانو به بهبود عمل حفاظت در مقابل آتش کمک می کند. در زمینه مقابله با آتش، همیشه برای شیشه یک نکته منفی وجود دارد و آن شکنندگی، شعله ور شدن و نشر دود ناشی از ذوب شیشه در هنگام وقوع حریق است. با استفاده از نانو ذرات، می توان شیشه های ضد حریق به وجود آورد که در اثر حرارت، یک پوشش اسفنج مانند (فوم مانند) را تشکیل می دهند که محافظت بهتری را در برابر آتش انجام می دهد. این جداره ها در مقایسه با نمونه های قبلی (تکنیک های گذشته) تقریباً ۵۰ درصد سبکتر هستند و اثر ضد حریق آنها ۲ برابر است. بر مبنای این روش، یک نانو ژل شفاف ساخته می شود که فضای بین دو جداره خارجی از آن پر می شود و با قرارگیری در معرض حرارت یک فوم سرامیکی سخت و ریز حفره (ریز متخلخل) با خواص عایقی بالاتری تولید می کند. هنگام آتش سوزی، این ژل متورم شده و یک فوم مستحکم مات ایجاد می کند. نانوذرات سیلیکای پخش شده می توانند مدت زمان حفاظت در برابر آتش را افزایش دهند. مقاومت حرارتی این شیشه به گونه ای است که اگر شیشه ای به ضخامت دو سانتیمتر از این نوع وجود داشته باشد، می تواند حرارت را به گونه ای کنترل کند که اگر در یک سمت شیشه آتش وجود داشته باشد، می توان دست خود را به سمت دیگر چسباند. از کاربردهای این شیشه می توان به سپرهای حرارتی شفاف و مقاوم در برابر آتش اشاره کرد. این سپر ها برای آتش نشان ها بسیار ضروری است. کاربرد دیگر آن در ساختمانهای تجاری، اداری یا حتی منازل است. این نوع از شیشه ها در صورت آتش-سوزی از سرایت آن به مناطق دیگر جلوگیری می کنند. به دلیل کوچکی ذرات نانو موجود در ژل، پراکندگی نور کاهش می یابد و این امر سبب می شود تا شفافیت جداره های ضد حریق حفظ شود. شیشه های ضد حریق به طور آزمایشی در فرودگاه دبی استفاده شده اند. چند رسانه ای زیر به نحوه عملکرد شیشه های عایق حرارتی اشاره دارد.

حدود یک سوم انرژی یک ساختمان از طریق پنجره ها هدر می رود. به همین دلیل تلاش برای کاهش مصرف انرژی در ساختمان ها بر روی پنجره ها متمرکز شده است. مطالعات زیادی برای یافتن روش‌های ذخیره انرژی صورت گرفته و نیاز به ذخیره انرژی باعث شده تا انواع جدیدی از پنجره‌های شیشه‌ای در ساختمان‌ها و همچنین در دیوارهای سالن کنفرانس در اداره‌ها به‌کار برده شود. این تکنولوژی کاربردهای فراوانی دارد. به عنوان مثال شیشه¬ای را تصور کنید که قابلیت تغییر از حالت شفاف به حالت کدر، توسط یک کلید را داشته باشد. می توان از این شیشه برای پنجره خانه (در حالت نیاز به ایجاد عدم دید)، برای جلوی فروشگاه ها در شب و همچنین حمام استفاده کرد. با وجود اینکه استفاده از این شیشه خصوصی، هنوز متداول نشده است اما نمونه های زیادی در تمام دنیا وجود دارد. اما پنجره‌های هوشمند موجود، از پنجره های الکتروکرومیک گرفته تا پنجره های با ذرات معلق، همگی به کمک ما شتافته تا به طریق هوشمند به کنترل و بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها و اماکن عمومی کمک کند.

تصور کنید که در یکی از گرم ترین روزهای آفتابی در تابستان، نور خورشید مستقیماً به اتاق شما می تابد و هیچ راه گریزی به جز استفاده از پنجره هایی با شیشه های دودی برای متعادل تر کردن گرما و نور اتاق ندارید. همچنین دوست دارید تا تنها زمانی که نور شدت دارد شیشه درست مانند عینک های فتوکرومیک دودی شوند.

شیشه های الکتروکروماتیک دسته ای از شیشه ها هوشمند از الکتروکروماتیک ها بهره می برند. الکتروکروماتیک ها موادی هستند که رنگ آنها در اثر جریان الکتریکی تغییر می کنند. جریان الکتریسته با ایجاد واکنش شیمیایی سبب تغییرات خصوصیات مواد می شود و کاری می کند تا آنها نور را جذب یا منعکس کنند. امروزه از صنعت الکترونیک در ساخت این نوع از شیشه های پنجره استفاده می شود.

نور خورشید به شیشه ها می تابد، اما از طرفی جریان الکتریکی برقرار شده، سبب می شود تا یون ها از لایه ذخیره یونی به سمت لایه هدایت یونی حرکت کرده و به لایه الکتروکروماتیکی رجعت کنند و شیشه را شفاف نمایند. با قطع الکتریسته فرآیند برعکس عمل کرده شیشه مجدداً تیره می شود. یکی از ویژگی مواد الکتروکروماتیکی قابلیت تنظیم آنهاست به طوری که می توان شدت کدری آنها را با تغییر مقدار جریان تنظیم کرد.

شیشه های هوشمند (نوع کریستال مایع): ساختمان درونی این شیشه تشکیل شده از دو لایه شفاف قلع به عنوان الکترود می باشد که لایه ای از کریستال مایع بین آنها ساندویچ شده است.

با گذراندن جریان الکتریسیته از فیلم کریستال مایع شیشه شفاف می شود. با قطع جریان کریستال ها با جهت گیری تصادفی خود در فضا موجب پخش کردن نور ، و در نتیجه مات شدن شیشه می شوند.

این تکنولوژی کاربردهای فراوانی دارد. به عنوان مثال شیشه ای را تصور کنید که قابلیت تغییر از حالت شفاف به حالت کدر، توسط یک کلید را داشته باشد. می توان از این شیشه برای پنجره خانه (در حالت نیاز به ایجاد عدم دید)، برای جلوی فروشگاه ها در شب و همچنین حمام استفاده کرد. با وجود اینکه استفاده از این شیشه خصوصی هنوز متداول نشده است اما نمونه های زیادی از آن در تمام دنیا وجود دارد.

 

امروزه در فروشگاه عرضه لباس، در اتاق های تعویض لباس از این نوع شیشه استفاده شده است. با این سیستم می توان میلیون ها دلار در گرمایش و سرمایش و نور پردازی فضاها صرفه جویی کرد. در حال حاضر پنجره‌های هوشمند در برخی ساختمان‌ها به‌ کار گرفته می‌شوند. این پنجره‌ها مصرف انرژی را کاهش می‌دهند؛ برای این کار، پنجره‌ها سرمای درون خانه را حفظ کرده و مقدار نور ورودی به داخل را کنترل می‌کنند. یکی از موارد مصرف این پنجره‌ها در موزه‌ها است؛ جایی که ورود بیش از حد نور خورشید می‌تواند موجب آسیب دیدن اشیاء قیمتی شود.

پنجره‌های هوشمند (آرایه‌های نانوسیمی پلی‌آنیلین): اخیرا دانشمندان، موفق به ساخت پنجره‌هایی شدند که در آن از ابرخازن‌ها استفاده شده بود. این ابرخازن‌ها درون پنجره‌های الکترونیکی قرار داده شده‌اند؛ پنجره‌هایی که قادر به تغییر رنگ هستند. زمانی که تابش نور خورشید شدید است، این پنجره‌ها نور را جذب کرده و در خود ذخیره می‌کنند، زمانی که ظرفیت این پنجره‌ها تکمیل شد، شیشه‌ها تاریک شده و عبور نور را محدود می‌کند. با این کار مقدار نور ورودی به خانه و دمای آن تحت کنترل در می‌آید و از سوی دیگر انرژی ذخیره شده در آن را می‌توان برای استفاده در ادوات الکترونیکی دیگر نظیر نمایشگرهای تلویزیونی به‌ کار گرفت. با مصرف انرژی ذخیره شده در پنجره هوشمند توسط دیگر ادوات، خازن‌ها تخلیه شده و دوباره با جذب نور خورشید شارژ می‌شوند.

این پنجره‌های هوشمند از آرایه‌های نانوسیمی پلی‌آنیلین ساخته می‌شوند که روی یک فیلم شفاف رسوب داده شده‌اند؛ فیلم‌های شفاف، خود توسط لایه‌های رسانا پوشانده شده‌اند. این نانوسیم‌ها به‌ وسیله یک ژل الکترولیتی پوشانده می‌شوند تا به‌ عنوان الکترود مورد استفاده قرار گیرند. دو الکترود به‌ صورت ساندویچی دور هم پیچیده می‌شوند تا یک ساختار جدید ایجاد شود.

به عنوان مثال در شیشه های تولید شده با این تکنولوژی، رنگ آبی دارای ضخیم ترین پوشش ضدانعکاس است. که مصرف انرژی آن بسیار کم است. نقره ای هم دارای نازک ترین پوشش است. که از نظر مصرف انرژی بهینه نیست. این نوع می تواند در مواردی که نیاز به گرفتن کمتری از انرژی خورشید می باشد به کار رود.

پنجره های هوشمند: استفاده از نانو بلورهایی با قابلیت انتقال نور مرئی و رد نور نزدیک مادون قرمز
محققان آزمایشگاه برکلی در حال ساخت پنجره هوشمندی هستند که میزان حرارات وارد شده به اتاق و همچنین نور محیط را تنظیم می‌کند. ساخت نوعی پوشش که شامل لایه نازکی از نانوبلورها با قابلیت انتقال نور مرئی و رد نور نزدیک مادون قرمز است می تواند گام مهمی در این رابطه به حساب آید.
حالت انتقال دهنده نور نزدیک به مادون قرمز نانوبلورها را می‌توان با اعمال چند ولت پتانسیل فعال ساخت. در یک روز سرد، هر دو نور مرئی و نزدیک به مادون قرمز برای انتقال گرما می‌توانند وارد محیط شوند؛ اما در روزهای گرم چند ولت الکتریسیته بر این نانوبلورها اعمال شده تا پنجره تنها به نور مرئی اجازه ورود بدهد.

 

دانشمندان همچنان به تلفیق اکسید قلع ایندیوم در شکل نانو بلور می پردازند. این بلورها در مایعات و حلال‌ها از هم جدا شده و می‌توان از آنها برای پوشش دادن به شیشه استفاده کرد. قلع به این ماده یک بار الکتریکی اضافی داده و الکترونهای آن مسؤول جذب نور مادون قرمز هستند. تغییر حالت جذب کنندگی مادون قرمز شیوه کاملا جدیدی محسوب می‌شود. این پنجره‌های هوشمند، نه تنها به زیبایی و راحتی محیطها کمک کرده، بلکه تاثیرات اقتصادی زیادی بر سرانه مصرف انرژی داشته است.

این نوع از پنجره ها با حفظ شرایط آب و هوایی داخل،‌ در روزهای داغ و سوزان تابستان، مانع ورود نور خورشید به داخل شده و در زمستان با تبدیل به حالت شفاف، اجازه عبور به نور خورشید را داده و انرژی گرمایی را ذخیره می‌کند.

پنجره‌های هوشمند موجود، از پنجره های الکتروکرومیک گرفته تا پنجره های با ذرات معلق، با وجود مزایای زیادی که دارند، دارای معایبی نیز هستند که قیمت بالا، کاهش سریع بازدهی، به‌کارگیری مواد سمی و زیان‌آور در فرآیند ساخت از آن جمله است.

محققان در تلاش برای ساخت پنجره‌های هوشمندی که معایب مذکور را نداشته باشد، سیستم جدیدی را ابداع کرده‌اند که در آن از یک پلیمر و از یک حلال، مانند متانول استفاده شده است. این نوع از پنجره‌های هوشمند، ارزان قیمت بوده و در فرایند ساخت آنها از آلاینده‌های کمتری استفاده شده است؛ همچنین از استحکام بالایی نیز برخوردار هستند. از فواید دیگر پنجره‌های هوشمند جدید می‌توان به قابلیت تبدیل سریع و آسان از حالت کاملاً مات به حالت شفاف در چند ثانیه اشاره کرد. این رفتار در میان پنجره‌های هوشمند، بی‌نظیر است و روش جدیدی برای ذخیره‌سازی گرما، سرما و نور با هزینه کم و از طریق مدیریت نورهای عبور داده شده به داخل ساختمان است.

یکی از بهترین راههای کنترل اتلاف انرژی استفاده از پنجره های هوشمند است. پنجره‌های هوشمند طوری طراحی شده اند که می توانند با محیط تعامل و سازگاری داشته باشند، مثلاً گرمای بیش از حد را دفع خواهند‌کرد. چنین شیشه هایی در ماه‌های گرم که هزینه مصرف انرژی به خاطر تهویه‌ هوا بالا است مناسب هستند. پنجره‌های رنگی حساس به نور (فوتوکرومیک) که پرتوهای خورشید را دفع می‌کنند سالهاست ساخته شده اند. هم اکنون پوشش‌های نازک نانومتری دی‌اکسید وانادیوم مخلوط شده با فقط ۹/۱% فلز تنگستن در پنجره‌ها استفاده می شود و به عنوان انعکاس دهنده‌های گرما عمل کنند، در حالی‌که هم‌چنان تمام نور مرئی را از خود عبور می‌دهند. ضخامت نانومتری و مخلوط پوشش می‌توانند دقیقاً تعیین کنند که در چه دمایی، حرارت منعکس شود. این به این معنا است که ادارات و منازل می‌توانند بدون استفاده بیش از حد از سیستم های تهویه گران قیمت، خنک باقی بمانند و هزینه‌ها را هم به طور چشمگیری کاهش دهند.

برچسب‌ها: شیشه و نانوتکنولوژی

در ایران روزانه به طور متوسط 5/5 کیلووات ساعت انرژی خورشیدی بر هر متر مربع از سطح زمین می تابد و 300 روز آفتابی در 90% خاک کشور داریم.

مساحت ایران تقریبا 1600000 کیلومتر مربع یعنی حدود 1012 × 6/1 متر مربعاست.

میزان تابش روزانه انرژی خورشید در ایران برابر است با 1012×5/5×6/1 کیلو وات ساعت.

میزان کل تابش خورشید در طول روز برای ایران تقریبا برابر است با 109×9 مگاوات ساعت.

اگر تنها از 1% مساحت ایران انرژی خورشیدی را دریافت کرده و راندمان سیستم دریافت انرژی تنها 10 % باشد، باز هم می توانیم روزانه 106×9 مگاوات ساعت انرژی از خورشید دریافت کنیم.

انرژي خورشيدي؛ فراوان‌ترين انرژي در جهان

ميزان انرژي‌اي كه خورشيد در مدت زمان يك ساعت به زمين ارزاني مي‌دارد، معادل انرژي مورد نياز تمام انسان‌ها در طول يك سال است؛ گزاره‌اي عجيب و البته تكان‌دهنده. باور اين واقعيت كه انرژي مورد نياز ساليانه 7 ميليارد انسان براي گرمايش، سرمايش، حمل‌ونقل و ...، در طي يك ساعت از خورشيد به زمين مي‌رسد، اما ما براي تامين انرژي، زمين را كاويده و در جستجوي سوخت‌هاي فسيلي آن را تكه‌تكه مي‌كنيم، سخت و تاسف‌بار است. شكل زیر اين واقعيت را به خوبي به تصوير مي‌كشد. ميزان انرژي كه زمين در طول يكسال از خورشيد دريافت مي‌كند با رنگ نارنجي و ميزان انرژي مصرفي سالانه جهان با رنگ آبي نشان داده ‌شده ‌است كه به نوعي تصديق‌كننده همان جمله ابتداي پاراگراف است. از طرف ديگر مكعب‌هاي سبز، قرمز، خاكستري و زرد كل ذخاير فسيلي موجود در جهان را نشان مي‌دهد كه مجموع آن‌ها حتي كمتر از انرژي يك‌سال خورشيد است. به علاوه در ميان انرژي‌هاي تجديدپذير نيز، انرژي خورشيدي فراوان‌ترين انرژي محسوب مي‌شود

 

مسئله ديگري كه لزوم بهره‌گيري از انرژي خورشيدي را دوچندان مي‌كند، پيامدهاي زيست‌ محيطي حاصل از به‌كارگيري انبوه سوخت‌هاي فسيلي و انتشار كربن است. بر اساس دورنماي فناوري انرژي  ETP2008)،)38 درصد از كاهش انتشار كربن در سال 2050، از طريق اصلاح سبد توليد برق جهان صورت مي‌گيرد .براي دستيابي به اين مهم، نقشه‌راه آبي آژانس بين‌المللي انرژي (Blue Map) بايد اجرايي شود كه در آن سهم توليد برق خورشيدي 11 درصد در نظر گرفته شده‌است. هدف نقشه‌راه آبي آژانس، رساندن سطح انتشار كربن سال 2050 به نصف مقدار حال حاضر، يعني 14 ميليارد تن در سال است. در صورتي كه 11 درصد توليد برق از انرژي خورشيدي در سال 2050 محقق شود، سالانه 2.5 ميليارد تن كربن كمتر به محيط‌زيست تحميل خواهد شد.

انواع فناوري‌هاي استفاده از انرژي خورشيدي 

براي استفاده از منبع هميشگي انرژي خورشيدي، سه روش وجود دارد كه در زير فهرست شده‌اند.

بهره‌گيري از سلول‌هاي خورشيدي (PV) : تبديل انرژي خورشيد به ولتاژ DC از طريق سلول‏هاي خورشيدي

استفاده از انرژي حرارتي خورشيد (CSP): متمرکز نمودن انرژي خورشيد و استفاده از انرژي حرارتي آن براي به حرکت درآوردن توربين و توليد برق 

سرمايش و گرمايش خورشيدي (SHC): سيستم‌هاي كه از انرژي مستقيم خورشيد و بدون تبديل آن به برق، براي توليد گرما و سرما استفاده مي‌كنند (مانند آبگرمكن خورشيدي)

فناوري‌هايPV  وCSP  به خاطر ساختار متفاوت و كاركردهاي مختلفي كه دارند، در برخي مناطق و براي پاره‌اي از كاربردهاي ويژه، ممكن است هر كدام از آن‌ها نسبت به ديگري ارجحيت داشته باشند. مهم‌ترين تفاوت‌هاي اين دو فناوري در زير عنوان شده است.

- نصب آسان سلول‌هاي خورشيدي در تمامي مناطق و امكان استفاده از آن‌ها به عنوان منابع توليد پراكنده

- عدم نياز به آب براي خنك‌سازي سلول‌هاي خورشيدي بر خلاف نيروگاه‌هاي CSP

- امكان استفاده سلول‌هاي خورشيدي از اشعه غيرمستقيم آفتاب و توليد برق حتي در روزهاي ابري

در مقابل:

امكان ذخيره‌سازي انرژي به صورت حرارتي در نيروگاه‌هاي CSP و توليد برق در تمامي ساعات روز مستقل از تابش خورشيد (امكان تامين بار پايه)

-         ارزان‌تر بودن برق توليدي در نيروگاه‌هاي حرارتي به سبب توليد انبوه و ارزان‌تر بودن تكنولوژي‌ ساخت

بر اساس آمار منتشر شده از سوي اتحاديه انرژي خورشيدي(SEIA)، 21500 مگاوات ظرفيت انرژي خورشيدي تا پايان سال 2009 در جهان نصب شده‌ است كه 10هزار مگاوات آن به كشور آلمان اختصاص دارد. اسپانيا و ژاپن با حدود 3600 و 2600 مگاوات رتبه‌هاي دوم و سوم جهان را در اختيار دارند .

 

انرژي خورشيدي حرارتي ConcentratingSolar Power

از 21500 مگاوات ظرفيت انرژي خورشيدي جهان، تنها حدود 800 مگاوات آن از نوع نيروگاه‌هاي حرارتي خورشيدي است كه 400 مگاوات آن در آمريكا، 300 مگاوات آن در اسپانيا و 100 مگاوات آن در ساير نقاط جهان احداث شده ‌است. دلايل كمتر بودن ظرفيت ساخته‌شده اين فناوري در مقابل فناوري سلول‌هاي خورشيدي، در چند مورد زير خلاصه مي‌شود.

-         لزوم توليد برق به روش متمركز و در ابعاد نيروگاهي و در نتيجه نياز به وجود مكان مناسب براي احداث نيروگاه

-         نياز به سرمايه‌گذاري اوليه بالا

-         عدم صرفه اقتصادي ساخت نيروگاه در مناطق با شدت تابش كم نور مستقيم خورشيد (تنها مناطقي چون جنوب غرب آمريكا، بخش‌هاي وسيعي از آفريقا و خاورميانه، استراليا و تا حدي جنوب اروپا براي احداث اين نيروگاه‌ها مناسب است. شكل4 ميزان تابش مستقيم خورشيد را نشان مي‌دهد).

لازم به يادآوري است كه شدت تابش مستقيم خورشيد (Direct Normal Irradiance) با DNI نشان داده مي‌شود و واحد آن «كيلووات ساعت در متر مربع در سال» است. مي‌توانيد با مطالعه ساير مقالات با نحوه عملكرد و برخي خصوصيات اين نيروگاه‌ها، مانند انوع فناوري‌هاي ساخت، ميزان آب مصرفي نيروگاه، هزينه‌هاي طول عمر، بازده سالانه تبديل انرژي خورشيدي به الكتريكي و ... آشنا شويد.

 

(PV)سلول های فتوولتائیک

فتوولتائيك سيستمي است كه قادر به تبديل انرژي خورشيدي به انرژي الكتريسيته مي‌باشد. استفاده از سيستم‌هاي فتوولتائيك به ما این قابليت را مي‌دهد كه محيط زيست پاكيزه‌اي داشته باشيم، چرا كه سيستم توليد الكتريسيته فتوولتائيك اثرات جانبي بسيار ناچيزي بر طبيعت دارد و‌ برخلاف سوخت‌هاي فسيلي كه تجديد ناپذير هستند و روزي به پايان مي‌رسند، انرژي خورشيدي منبعي تجديد پذير به‌شمار مي‌آيد كه تا روزي كه حيات در كره خاكي وجود دارد قابل استفاده و بهره برداري است

سلول هاي خورشيدي از نيمه رساناها تشكيل شده‌اند. اين سلول‌‌ها در اندازه‌ها و اشكال گوناگون توليد  مي‌شوند. هر سلول خورشيدي تنها 1 تا 2 وات انرژي الكتريسيته توليد مي‌كند. معمولاً اين سلول‌هاي خورشيدي به هم متصل مي‌شوند تا يك سيستم خورشيدي بزرگ را به‌وجود آورند. يك سلول خورشيدي علاوه بر توليد الكتريسيته، داراي يك باتري نيز مي‌باشد كه انرژي الكتريسيته بدست آمده را براي شب و يا روز‌هايابريذخيره مي‌كند .                               
سيستم فتوولتائيك مي‌تواند در هر آب و هوايي كار كند. درست است كه در آب و هواي ابري و يا باراني ميزان توليد انرژي الكتريسيته كاهش پيدا مي‌كند، ولي به هر حال اين ميزان هيچ وقت در هنگام روز از 25% ميزان حداكثر ظرفيت توليد انرژي سيستم كمتر نخواهد بود. اين در حالي است كه در شرايط معمولي تا 80% ميزان توليد حداكثر سيستم، انرژي الكتريسيته توليد خواهد شد.
نگه داري سيستم هاي فتوولتائيك بسيار راحت است، نيازي به جابجايي قطعات نيست. در يك سيستم فتوولتائيك هيچ گونه حركت مكانيكي وجود ندارد، وقتي قطعات حركتي نداشته باشند در نتيجه استهلاكي وجود نخواهد داشت .

در حال حاضر، استفاده از انرژي خورشيدي جهت تامين برق در موقعيت‌هاي زير از توجيه اقتصادي برخوردار است:

ساختمان‌هايي كه بيش از يك چهارم مايل از منبع توليد انرژي فاصله دارند مي‌توانند با كمك سيستم فتوولتائيك، انرژي برق را به بهاي انرژي سوخت فسيلي در اختيار داشته باشند.

براي مناطق دور افتاده كه برق رساني به آن‌ها مشكل است مانند مراكز ارتباطي خارج از شهر و همچنين مناطق نظامي بهترين روش توليد انرژي استفاده از فن‌آوري فتوولتائيك است.

انواع  سلول های فتوولتائیک

كلكتور‌هاي تخت Flat-platecollectors

اين کلکتور ساده‌ترين و پر استفاده‌ترين نوع کلکتور به‌شمار مي‌رود. ساختار آن به شکل يک جعبه مستطيل شکل بوده که در داخل آن يک صفحه جاذب فلزي از جنس مس يا آلومينيوم با پوششي به رنگ‌هاي خاص است. اين صفحه، جاذب انرژي حرارتي خورشيد است. در زير صفحه، لوله‌هاي کوچکي قرار گرفته که آب يا سيال انتقال حرارت در آن‌ها جريان دارد. اطراف کلکتور به منظور کاهش اتلاف حرارتي عايق بندي شده است. روي سطح جعبه نيز از پلاستيک شفاف يا شيشه پوشيده شده است.

اجزاي اصلی يك كلكتور تخت عبارتند از: 

1-      صفحه جاذب: مهمترين عنصر در يك كلكتور صفحه جاذب آن است. اين قطعه از يك صفحه فلزي تشكيل مي شود كه لوله هاي عبور سيال بر پشت آن جوش شده است. در صورتيكه پوشش آن از رنگ 

مشكي معمولي (Black Paint) باشد، عليرغم جذب بالا، انتشار حرارت زيادي نيز خواهد داشت.

2-      شيشه: پوشش نهايي كلكتورهاي خورشيدي، شيشه هاي مخصوص است. اين شيشه ها با افزايش عبور طيف مادون قرمز و ماوراء بنفش از خود راندمان كلكتورها را افزايش مي دهند.. هر چه مقدار ذرات آهن در شیشه بیشتر باشد، انتقال نور خورشید به صفحات جاذب کمتر و در مقابل انرژی ورودی در شیشه جذب می گردد که باعث اتلاف انرژی خورشیدی و در نتیجه راندمان پایین تر می شود.

3-      عايق: بدنه كلكتور بايد در مقابل انتقال حرارت عايق باشد تا بتواند حداكثر راندمان را داشته باشد. اين عايق معمولا از جنس عايق هاي معدني (پشم سنگ) است. عایقها در پشت و کناره های جاذب به کار می روند.

4- قاب: قاب كلكتور از جنس آلومينيوم و يا ورق گالوانيزه است و ساير اجزاي كلكتور را در برمی گيرد.

مبناي سنجش كيفيت كلكتورهاي  خورشيدي ميزان راندمان آنها است كه رابطه مستقيم با كيفيت صفحات جاذب دارد.

کلکتورها که وظیفه جذب انرژی خورشید را بر عهده دارند، در واقع قلب سیستم به شمار می آیند و از اهمیت فوق العاده ای برخوردارند. کلکتورها معمولا از صفحاتی فلزی تشکیل می شوند که دارای پوششی جاذب هستند. در زیر این صفحات لوله هایی جوش خورده است که در داخل آنها سیال عامل به گردش در می آید و با عبور از طول لوله، گرم می شود. سیال گرم شده، حامل انرژی خورشیدی است که از آن در مصارف گوناگون استفاده مینمایند.

 

كلكتورهاي تحت خلا Evacuated-tube collectors

اين کلکتور از تعدادي لوله دو جداره شفاف موازي تشکيل شده است که در داخل آن يک تيوب با پوششي از ماده جاذب قرار دارد. هوا از فضاي بين دو جداره خارج گرديده وخلا ايجاد شده از اتلاف حرارت جلوگيري مي‌کند. مزيت اين نوع كلكتور توانايي در ايجاد دماي بالاتر مي‌باشد.

كلكتورهاي سهموي Concentrating collectors

اين کلکتور‌ها سطح آينه اي داشته و براي تجمع انرژي خورشيدي بر روي تيوب جاذب که شامل سيال انتقال حرارت است، به‌کار مي‌رود.

موارد استفاده از انرژی خورشید در ساختمان ها:

سیستم های سرمایش خورشیدی :

گرمايش و سرمايش ساختمانها با استفاده از انرژي خورشيد، ايده تازه‌اي بود که در سالهاي ۱۹۳۰ مطرح شد و در کمتر از يک دهه به پيشرفتهاي قابل توجهي رسيد. در زمينه گرمايش با استفاده از انواع گرمكن هاي خورشيدي مي توان از آب و يا هوا به عنوان سيال ناقل انرژي استفاده كرد. همچنين با افزودن سيستم خورشيدي به سيستم تبريد جذبي علاوه بر آب گرم مصرفي و گرمايش از اين سيستم‌ها در فصول گرما براي سرمايش ساختمان نيز استفاده می گردد                                    .                             
بيان ساليانه مصرف انرژي كشور نشان دهنده آن است كه بيشينه ميزان مصرف انرژي در ماه هاي گرم سال اتفاق مي افتد؛ علت اصلي چنين افزايشي، انرژي بالاي دستگاه هاي سرمايش مي باشد؛ با كمي دقت اين نكته نمايان مي شود كه در اين فصول در كنار چنين افزايش مصرفي، انرژي تابشي خورشيد با قابليت كاردهي بالا در دسترس مي باشد به نظر مي رسد كه جايگزيني منابع عظيم انرژي خورشيدي در دسترس در اين فصول راهكار مناسبي براي كاهش ميزان بيشينه مصرف انرژي مي­باشد.
به منظور تولید سرمایش، استفاده از سیکل های تبرید جذبی و تراکمی مرسوم می باشد. مطابق تحقیقات بعمل آمده، استفاده از سيستم سرمايش جذبي با سيكل هاي بازيافت بسيار مقرون به صرفه مي باشد و در مقابل در صورتي كه غير از سيكل هاي بازيافت از اين سيستم استفاده شود ميزان انرژي بيشتري نسبت به سيستم تراكمي مصرف خواهد شد. البته لازم به يادآوري است كه استفاده از سيستم سرمايش جذبي به جاي سيستم تراكمي تنها از ديدگاه مصرف انرژي مورد بررسي قرار نمي گيرد بلكه از لحاظ ميزان آلاينده هاي زيست محيطي در مقايسه با سيستم سرمايش تراكمي آلودگي كمتري به محيط زيست تحميل مي نمايد.
 اما تامین انرژي حرارتي مورد نياز يك سيستم سرمايش جذبي بوسيله دو منبع خورشيدي و فسيلي به 

صورت موازي راهکار مناسبی است که باتوجه به شرایط آب وهوایی و شدت تابش بالای خورشید در تابستان، پیشنهاد می گرد .                                                       .
در این حالت ديگ آب داغ موظف به تأمين انرژي مورد نياز چيلر در ساعاتي كه انرژي خورشيد مستقيماَجوابگوي نياز سيستم نیست، می باشد.

به صورت كلي يك كلكتور خورشيدي يك مبدل حرارتي است كه انرژي خورشيد را به گرما تبديل مي­كند، در مبدل هاي معمولي انتقال انرژي از طريق يك سيال به سيال ديگر صورت مي گيرد ولي در كلكتورهاي خورشيدي انتقال انرژي از طريق تشعشع به سيال انتقال مي يابد .                        .
كلكتورهاي تخت قابليت توليد دمايي تا حدودC100ْ را دارا بوده كه با دريافت تابش هاي مستقيم و پخش شده خورشيدي به اين دما دست مي يابد. عموما‍ٌ براي اين نوع كلكتورها مكانيزم رديابي در نظر گرفته نمي شود و با تنظيم در جهت مناسب به صورت دايمي نصب مي گردند. كلكتورهاي تخت عموماٌ شامل يك يا چند لايه محافظ با فاصله هوايي مابين و يك قالب اصلي و يك جذب كننده مي­باشند.
در بارهاي سرمايي پايين (كمتر از 100 تن تبريد) استفاده از سيستمهاي سرمايش خورشيدي مقرون به صرفه تر به نظر ميرسد، در اين سيستم ها با توجه به نياز كمتر چيلر جذبي به انرژي گرمايي تعداد كلكتورها و سطح آن به طبع كاهش پيدا مي كند.                                             .
با توجه به اينكه چيلر هاي ابزورپشن در دماهاي پايين تري كار مي كنند (حدود 60-90 درجه سانتي گراد) براي سرمايش خورشيدي مناسب تر به نظر مي رسند.

آبگرمکن های خورشیدی

انواع آبگرمكن­ها: 

آبگرمكن هاي خورشيدي را مي­توان از نظر نوع كاركرد به دو دسته عمده تقسيم بندي نمود: آبگرمكن هاي ترموسيفوني ( سيستم با گردش طبيعي) آبگرمكن هاي پمپي ( سيستم با گردش اجباري يا مدار باز)

الف) آبگرمكن هاي ترموسيفوني ( سيستم با گردش طبيعي) در اثر تابش نور خورشيد به صفحات جاذب كلكتورها و جذب انرژي گرمايي توسط اين صفحات سيال موجود در كلكتورها در اثر خاصيت رسانايي گرم مي¬شود در اثر وجود اختلاف دما چگالي بين ابتدا و انتهاي رايزر متفاوت است. اين پديده باعث بوجود آمدن خاصيت ترموسيفون در رايزر مي¬شود و بنا به اين خاصيت سيال گرم به بالا حركت كرده و به منبع ذخيره وارد مي گردد. درصورتيكه سيستم Direct ( مستقيم ) باشد در اين صورت سيال گرم شده همان آب مصرفي مي باشد كه مورر مصرف قرار خواهد گرفت و چنانچه In direct (مخزن دوجداره باشد) سيال گرم شده محلول آب و ضد يخ است كه در جداره بيروني مخزن را گرم و سپس به كلكتور باز مي گردد.

ب) آبگرمكن هاي پمپي ( سيستم با گردش اجباري يا مدار باز): در اين دسته از آبگرمكنهاي خورشيدي كه معمولا بصورت غير مستقيم ( با تعداد كلكتور بالا و مخزن دو جداره ) مي باشد جهت انجام بهتر عمل سيركولاسيون از يك پمپ استفاده مي شود اين آبگرمكن ها معمولا جهت سيستم هاي بزرگ به كار مي رود همچنين در سيستم هاي خانگي نيز كاربرد دارد.

در اين حالت مخزن ذخيره درهر محلي از ساختمان و نسب به كلكتورها مي تواند قرار بگيرد. پمپ را در مسير ورود محلول سرد به كلكتورها قرار مي دهند اين محلول پس از گرم شدن توسط صفحات جاذب كلكتورها برگشت مي كند. در اين نوع از سيستم هاي خورشيدي به دليل افزودن يك پمپ سيركولاسيون به مدار گردش سيال به ميزان قابل توجهي راندمان وتوان خروجي را بهبود مي¬يابد. در اين نوع سيستم منبع ذخيره جدا از كلكتورها ودر نزديكترين مكان به محل مصرف نصب مي گردد.

همچنين اين سيستم مجهز به يك كنترلر دما مي باشد كه اين كنترلر درمواقع نياز به پمپ دستور قطع و وصل مي دهد.

روش عملكرد كنترلر به اين ترتيب است كه اختلاف دماي (T∆) بين خروجي كلكتور و خروجي مخزن را اندازه گرفته و پس از مقايسه با T∆ تنظيم شده روي اين كنترلر (بسته به محل نصب كلكتور ميزان T∆ متغيير است) فرمان قطع يا وصل شدن عمل سيركولاسيون ( خاموش يا روشن كردن پمپ ) در مدار را مي دهد

معرفي آبگرمكن هاي خانگي و عمومي:

موارد مصرف آبگرمكن هاي ترموسيفوني و پمپي در سيستمهاي خانگي و عمومي مي باشد. الف)سيستمهاي خانگي جهت تامين آبگرم مصرفي 4 -7 نفر در روز مورد استفاده قرار مي­گيرند. سيستم هاي خانگي را مي­توان از دو نوع ترموسيفوني يا پمپي انتخاب كرد.

آبگرمكن هاي خورشيدي خانگي:

آبگرمكن هاي خورشيدي خانگي از نظر كاركرد به دو دسته ترموسيفوني و پمپي تقسيم مي شوند:

1- آبگرمكنهاي خانگي توموسيفوني

الف) با مخزن افقي ساختار و عملكرد اين دسته از آبگرمكن هاي خورشيدي نسبتا ساده مي باشد هر آبگرمكن از يك مخزن و تعدادي كلكتور تشكيل شده كه عملكرد آن بستگي زيادي به شرايط زماني و مكاني ( منطقه جغرافيايي) خواهد داشت. صفحات جاذب كلكتورها انرژي تابشي خورشيد را جذب و به گرما تبديل مي كند. لوله­هاي رايزر متصل به اين صفحات گرماي جذب شده را به سيال عبوري منتقل مي­كند. درصورتيكه سيستم (Indirect) باشد، سيال گرم در مخزن ذخيره مي شود (متشكل از منبع ذخيره دو جداره ) سيال گرم ( محلول آب و ضد يخ ) وارد جداره خارجي شده و آب مصرفي را گرم مي كند.

براي افزايش كارآيي آبگرمكن ها، صفحات جاذب را درون فريمي قرار مي دهند و بخش زيرين آن را با عايق مناسب مي پوشانند تا تلفات حرارتي آن كاهش يابد. همچنين براي پيشگيري از تلفات حرارتي در سطح فوقاني صفحات جاذب، سطح رويه فريم را معمولا با يك يا دو لايه شيشه ( يا مواد شفاف مشابه) مي پوشانند خواص تابشي صفحات جاذب در عملكرد آبگرمكن خورشيدي اثر زيادي دارد براي كاركرد بهتر لازم است صفحات جاذب داراي ضريب جذب بالايي بوده و بر عكس براي اينكه تلفات حرارتي آن كم باشد بايد ضريب صدور پائيني داشته باشد به صفحاتي كه داراي اين ويژگي باشند صفحات منتخب (SelectiveSurface) مي گويند. 

تانك ( مخزن): جداره داخلي تانك از ورق گالوانيزه با ضخامت 3 ميليمتر و پوسته بيروني آن از ورق گالوانيزه به ضخامت 2-3 ميليمتر ساخته مي­شود. همچنين روكش آن از ورق فولادي با ضخامت 8/0-9/0 ميليمتر همراه با پوشش رنگ الكترواستاتيك مي باشد. عايق بندي تانك معمولاًبا فوم تزريقي انجام شده و ظرفيت آن بسته به ميران مصرف (سفارش خريد) هر اندازه مي تواند باشد. همچنين اين مخزن مي تواند داراي يك سيستم كمكي ( المنت برقي 1200-2000 وات) جهت گرم كردن آب در روزهاي ابري مي باشد.

ب) ترموسيفون مستقيم (Direct) با سيستم لوله حرارتي استفاده از اين سيستم در جاهايي كه دماي زير صفر دارد توصيه نمي شود چرا كه سيال گردش داخل كلكتور همان آب مصرفي است و ممكن است در اثر پائين آمدن دما در فصول سرد اين آب يخ بزند و سبب تركيدگي لوله هاي كلكتور گردد. مخزن سيستم تحت فشار آب شهري نيست و به همين دليل فشار آب گرم خروجي تابع ارتفاع تانك مي باشد. 

تانك ( مخزن): جداره داخلي تانك از ورق گالوانيزه با ضخامت 3 ميليمتر و پوسته بيروني آن از ورق گالوانيزه به ضخامت 2-3 ميليمتر ساخته مي­شود. همچنين روكش آن از ورق فولادي با ضخامت 8/0-9/0 ميليمتر همراه با پوشش رنگ الكترواستاتيك مي باشد. عايق بندي تانك معمولاًبا فوم تزريقي انجام شده و ظرفيت آن بسته به ميران مصرف (سفارش خريد) هر اندازه مي تواند باشد. همچنين اين مخزن مي تواند داراي يك سيستم كمكي ( المنت برقي 1200-2000 وات) جهت گرم كردن آب در روزهاي ابري مي باشد.

ب) ترموسيفون مستقيم (Direct) با سيستم لوله حرارتي استفاده از اين سيستم در جاهايي كه دماي زير صفر دارد توصيه نمي شود چرا كه سيال گردش داخل كلكتور همان آب مصرفي است و ممكن است در اثر پائين آمدن دما در فصول سرد اين آب يخ بزند و سبب تركيدگي لوله هاي كلكتور گردد. مخزن سيستم تحت فشار آب شهري نيست و به همين دليل فشار آب گرم خروجي تابع ارتفاع تانك مي باشد. 

آبگرمكنهاي خانگي پمپي:

اين سيستم از يك مخزن ، دو كلكتور و يك پمپ تشكيل يافته است توضيح مربوط به كلكتورهاي مخزن اين سيستم دقيقا مشابه توضيحات ذكر شده سيستم ترموسيفوني مي باشد با اين تفاوت كه مخزن اين سيستم در هر جايي از ساختمان مي تواند قرار بگيرد دراينصورت آنرا جدا از كلكتور و در نزديكترين مكان به محل 

مصرف قرار مي دهند از اين نوع سيستم به عنوان سيستم كمكي يا پيش گرمكن نيز مي توان بهره گرفت افزودن اين پمپ سيركولاسيون به مدار سبب افزايش راندمان و توان خروجي محصول مي گردد.

آبگرمكن هاي خورشيدي عمومي( سيستم گردش اجباري):

اين دسته از آبگرمكنهاي خورشيدي لزوما به صورت غير مستقيم(In Direct) و با مخزن كويل دار مي باشد و استفاده از پمپ جهت گردش محلول آب و ضد يخ الزامي مي باشد در اين سيستم از تعداد زيادي كلكتور ( تعداد آن بستگي به ميزان مصرف يا تعداد نفرات استفاده كننده از آن دارد) به صورت سري و موازي استفاده مي­گردد كه نماي شماتيك آن نمايش داده شده است اين سيستم براي گرمايش آب مصرفي مورد نياز در حمام­ها، استخرها و صنايع گوناكون بكار مي رود.

اجزاي تشكيل دهنده آبگرمكن هاي خورشيدي عمومي عبارتند از : 

1- كلكتور در تعداد مشخص بر اساس ميزان مصرف آبگرم روزانه 2- مخازن كويل دار جهت ذخيره آبگرم در حجم زياد 3- پمپ هاي سيركولاسيون: جهت گردش سيال داخل كلكتورها و تبادل حرارتي با تانك 4- منبع هاي انبساط : جهت تعادل سيال 5- تاسيسات مربوطه : جهت تبادل و انتقال حرارت

هواگرمکن خورشیدی
هواگرمكن خورشيدي وسيله اي است كه ضمن جذب انرژي حرارتي از خورشيد، سبب گرم كردن هواي تازه ورودي به ساختمان ميگردد. در اين صورت ضمن استفاده از انرژي پاك نه تنها محدوديتي در خصوص تامين ميزان هواي تازه وجود ندارد بلكه سيستم مذكور قادر به تامين تمام و يا بخشي از بار حرارتي ساختمان نيز مي باشد.

معرفي اجزاي دستگاه هواگرمكن خورشيدي

اجزاء اصلي دستگاه را ميتوان به دو دسته زير تقسيم بندي كرد:

واحد خارجي : شامل فن و سطوح كلكتور جاذب حرارت 

واحد داخلي: سيستم انتقال، سيستم كنترل

زمينه هاي كاربرد هواگرمكن هاي خورشيدي:

ويژگي اصلي سيستم هواگرمكن هاي خورشيدي تامين مقدار نامحدود هواي تازه و گرم ورودي به ساختمان مي باشد. هواي گرم توليد شده قابليت استفاده در واحدهاي مسكوني و صنعتي را دارا مي باشد. براين اساس عمده كاربردهاي دستگاه مذكور عبارت است از:

واحدهاي مسكوني و اقامتي

انبارهاي ذخيره مواد

كارگاههاي صنعتي، تعميرگاهها و واحدهاي نظامي

مراكز آموزشي و فرهنگي (شامل مدارس، سالن هاي ورزشي و ...)

مراكز تجاري (شامل فروشگاههاي بزرگ و ...)

مراكز نگهداري و پرورش حيوانات

نگهداري و خشك كردن محصولات كشاورزي

انواع سيستم هاي هواگرمكن خورشيدي:

هوا گرم كن هاي خورشيدي را مي توان بر اساس سيكل عملكرد آن به دو دسته فعالو غيرفعال تقسيم بندي كرد. در سيستم هاي غير فعال عمدتاً جريان هوا بصورت طبيعي و بر اساس اختلاف وزن مخصوص هواي گرم با هواي سرد به چرخش مي افتد. اما در سيستم هاي فعال جريان هوا توسط نيرو محركه خارجي (مثل فن)‌صورت مي پذيرد  .                                                    .
اما وجود سيستم طبيعي ضرورتاً با حذف سيستم مكانيكي همراه نيست، بلكه تركيب اين دو سيستم باعث مي شود در روزهاي ابري كه سيستم طبيعي پاسخ گوي نياز گرمايشي نمي باشد، با استفاده از سيستم كمكي (استفاده از سوخت يا الكتريسيته) شرايط آسايش ساكنين فراهم گردد. همچنين در ساير ايام ميزان مصرف انرژي فسيلي و يا الكتريسيته در ساختمان به حداقل كاهش يابد  .

در دسته بندي ديگر هواگرم كن هاي خورشيدي را مي توان بر اساس موقعيت نصب به دو صورت شيبدار و عمودي تقسيم بندي كرد. كلكتور شيبدار عمدتاً داراي ظرفيت گرمايشي پايين و مقدار راندمان بالاتري مي باشند. وموقعيت نصب آنها بر روي پشت بام ويا زمين مسطح مي باشد                           
 هواگرمكن هاي خورشيدي به صورت شيبدار جهت نصب بر روي پشت بام
كلكتورهاي عمودي قابليت نصب بر روي ديوار ساختمان را داشته، داراي ظرفيت گرمايشي بالا و مقدار راندمان پايين تري در مقايسه با نوع شيبدار مي باشند.

بررسي معايب و مزاياي هواگرمكن خورشيدي:

 سيستم هواگرمكن خورشيدي در مقايسه با ساير روش هاي توليد گرمايش ازنظر اقتصادي مرقون بصرفه است. عمده معايب و مزاياي اين دستگاه عبارتند از:

عدم نياز به سوخت فسيلي و به دنبال آن كاهش سرانه مصرف سوخت در ساختمان

هزينه راه اندازي اوليه ناچيز

هزينه تعمير و نگهداري سيستم پايين بوده و فاقد تعميرات دوره اي مي باشد.

عدم توليد گازهاي ناشي از احتراق و آلاينده هاي زيست محيطي

كاهش فضاي مورد نياز براي موتورخانه

افزايش كيفيت هواي داخل در نتيجه ورود هواي تازه به مقدار دلخواه 

محافظت از سطوح خارجي ديوار در برابر باران و رطوبت هوا

 

خشک کن خورشيدي 

شناخت انرژي خورشيدي و استفاده از آن براي منظورهاي مختلف به زمان ماقبل تاريخ باز مي‌گردد. شايد به دوران سفالگري، در آن هنگام روحانيون معابد به کمک جامهاي بزرگ طلائي صيقل داده شده و اشعه خورشيد، آتشدانهاي محرابها را روشن مي‌کردند. يکي از فراعنه مصر معبدي ساخته بود که با طلوع خورشيد درب آن باز و با غروب خورشيد درب بسته مي‌شد .                           .
با وجود به آنکه انرژي خورشيد و مزاياي آن در قرون گذشته به خوبي شناخته شده بود ولي بالا بودن 

هزينه اوليه چنين سيستمهايي از يک طرف و عرضه نفت و گاز ارزان در كشور ما از طرف ديگر سد راه پيشرفت اين سيستمها شده است.

خشک کن خورشيدي:

خشک کردن عبارت است از گرفتن قسمتي از آب موجود در مواد غذايي و ساير محصولات که باعث افزايش عمر انباري محصول و جلوگيري از رشد باکتريها مي‌باشد. در خشک کن‌هاي خورشيدي بطور مستقيم و يا غير مستقيم از انرژي خورشيدي جهت خشک نمودن مواد استفاده مي‌شود و هوا نيز به صورت طبيعي يا اجباري جريان يافته و باعث تسريع عمل خشک شدن محصول مي‌گردد. خشک کن‌هاي خورشيدي در اندازه‌ها و طرحهاي مختلف و براي محصولات و مصارف گوناگون طراحي و ساخته مي‌شوند.

 

 

 

 

 

برچسب‌ها: استفاده از انرژی خورشید در ساختمان

بنا به پژوهشهاي پژوهشكده ي باسك (Basque Research)، بنياد اولما اگريكولاي اسپانيا (ULMA Agrícola) و مركز پژوهشي تكناليا (Tecnalia) يك صفحه ي خورشيدي فوتولتاييك نوين را به دست داده است كه نيروي برق گلخانه را فراهم مي آورد بدون آنكه اثرات بدي روي كشته هاي گلخانه به بار آورد.
پژوهشكده باسك اين داده ها را ارائه كرده است: اين ساختار نوين فتوولتاييك كه اولما آن را ساخته است نوآوري گروه اولما و تكناليا، اين توان را دارد كه جريان برق را بدون اينكه بيش از حد نور به كشته ها تابيده شود به دست دهد. بنا به فصل سالي كه در آن هستيم، تابش خورشيدي با مسير خورشيد در مدارش و فاصله اي كه از ما پيدا مي كند تفاوت خواهد كرد. اين فاصله و يكسان نبودنش با فصل هاي سال را ساختاري كه به لنز نوري وابسته است بررسي مي كند. بدون آنكه نيازي به ساختار مكانيكي براي اين كار باشد و اين انعطافي را براي كشته هاي گوناگون فراهم مي كند.
در طول زمستان نور درون گلخانه كه بخش كليدي گسترش گلخانه است، به كمترين ميزان مي رسد. در طول تابستان، اما ساختار نوري رشته هاي نور خورشيدي را به سوي بخش هاي فوتوولتاييك مي تاباند، بنابراين به دو هدف دست مي يابد: براي خنك كردن گلخانه در زمان بيشترين دما و افزايش نيروي برق به دست آمده از بخش هاي فوتوولتاييك.
كشته هاي به كاررفته در زمستان نخست آزمايشي برنامه فلفل و گوجه فرنگي بوده اند. به خاطر بهره مندي جهاني از آن است. افزون برآن اين ميوه هاي باارزش نيازمند نور فراواني نيز براي پرورش مي خواهند. اين ميوه ها با آنچه كه  در گلخانه اي با سقف شيشه اي رايج به دست مي آيد مقايسه مي شود.
آزمايش ها در زميني به مساحت ۴۰۰ مترمربع (۴۷۸ ياردمربع) از گلخانه ي اولما اگريكولا انجام مي شود كه دارنده اش نيكر تكناليا (Neiker Tecnalia) است ودر دريو Derio كشور باسك قرار دارد. بنا به اين آزمايش ها، دما، رطوبت و بازتاب كلي دروني بررسي شده اند درحالي كه بازتاب فتوسنتزي كارآست كه دامنه ي بازتاب خورشيدي مورد نياز براي فتوسنتز گياهان فراهم مي آورد.

برچسب‌ها: فوتوولتاييك

کارشناسان اسراییلی می گویند سرگرم ساخت بلندترین برج خورشیدی دنیا هستند. به گفته سازندگان، بلندی این برج واقع در صحرای «نگب» (صحرای خشک) و در نزدیکی شهر بعر شعب به ۲۵۰ متر می رسد. این برج که تا کنون تا ارتفاع ۸۰ متری ساخته شده است هسته مرکزی یک مزرعه خورشیدی و در نهایت یک نیروگاه با انرژی تجدید پذیر است. در این مزرعه پنجاه هزار صفحه آینه ای از دشت خاکی سربر آرورده اند و مساحت هر کدام یک کیلومتر مربع است.

اران گارتنر، مدیر عامل شرکت سازنده به نام «مگالیم پاور با مسئولیت محدود» (MEGALIM POWER LTD) می گوید: «نیروگاه ما در واقع «انرژی خورشیدی متراکم» است. در این نیروگاه پنجاه هزار آینه خورشیدیاب داریم که برابر با یک میلیون متر مربع سطح بازتابی است. این صفحه های بازتابی همه انرژی خورشیدی را در برج خورشیدی جمع می کنند. بلندی این برج خورشیدی در نهایت به ۲۵۰ متر می رسد و بلندترین برج دنیا خواهد بود. در نوک آن دستگاه بویلری قرار می دهیم که اشعه خورشید را جذب کرده، آب را گرم و به بخار تبدیل می کند و به کمک آن توربین معمولی نیروگاه انرژي را به حرکت در می آورد.»

براساس پیش بینی این مهندسان، نیروگاه امسال و یا اوایل سال ۲۰۱۸ تکمیل می شود. به گفته آنها نیروگاه خورشیدی روزانه قادر به تولید ۳۱۰ مگاوات برق برای تامین انرژی ۱۳۰ هزار واحد خانه و بربار با پنج درصد جمعیت اسراییل است.

آقای گارتنر، مدیر عامل شرکت می افزاید تنها دلیل تعیین کننده بلندی برج مساحت زمین زیرپوشش آینه های خورشید یاب است. او می گوید: «دلیل اینکه برج خورشیدی ما بلندرین برج دنیا است رقابت با بقیه یا رکورد شکستن نیست بلکه بدلیل ضریب تراکم آینه ها در دشت خورشیدی است. هر چقدر آینه های خورشیدیاب را نزدیکتر بهم قرار دهیم، بلندی برج بیشتر می شود تا بین ردیف آینه ها اختلال پیش نیاید. دولت اسراییل از ما خواسته است تا برای تولید برق در واحد سطح، از زمین حداکثر بهره برداری را بکنیم. به همین دلیل ارتفاع برج اینقدر زیاد شده است.»

با وجود اقلیم آفتابی برای تبدیل به انرژی خورشیدی، اقتصاد اسراییل عمدتا بر سوخت فسیلی متمرکز است. کارشناسان می گویند وضعیت آب و هوایی طبیعی زمینه مناسبی برای توسعه پروژه های انرژی خورشیدی است ولی مقررات دست وپا گیر اداری و محدودیت های دولتی موجب شده تا این کارشناسان دانش خود را به کشورهای دیگری ببرند. آلمان با دمای متوسط بسیار پایینتر از اسراییل و تابش کمتر خورشید در سال، موفق به تولید انرژی خورشیدی قابل توجهی شده است. یک کارشناس در این زمنیه می گوید: «کشورهایی مانند آلمان که ۳۵ درصد کل انرژی شان از منابع تجدیدپذیر تامین می شود و در اسراییل تنها به دو و نیم در صد می رسد. مقررات اداری برای بهره برداری از انرژی خورشیدی در اسراییل در حد قابل توجهی کمتر شده با این حال اسراییل برای افزایش تولید انرژی تجدیدپذیر تلاش کافی نکرده است.»

با درنظر گرفتن پروژه های کلان انرژی خورشیدی و تعیین هدف تامین ده درصد انرژی مورد نیاز از منابع تجدیدپذیر، کارشناسان می گویند بنظر می رسد این کشور در مسیر مناسبی قرار گرفته است.

برچسب‌ها: يلندترين برج خورشيدي دنيا

 سطح شیشه از لحاظ میکروسکوپی بسیار متخلخل است و به راحتی آلودگی و یا قطرات آب را جذب می کند. با مرور زمان، آلودگی ها در این تخلخل ها نفوذ کرده و دیگر شیشه ها به راحتی قابل تمیز شدن نخواهند بود. آب گریزی بدین معناست که شیشه آب را دفع می کند و سطوح آ ب کریز  کمترین سطح تماس با قطرات آب را دارند و به بیان دیگر قطرات به صورت کروی بر روی این سطوح قرار می گیرند. می توان از نانو مواد برای تولید سطوحی صاف و منظم استفاده کرد که به عنوان یک شبکه منظم نفوذ ناپذیر عمل کنند. محلول تولید شده توسط نانوذرات دارای خاصیت آب گریزی است و زاویه تماس با شیشه را از حدود ۴۰ درجه به ۱۲۰ درجه افزایش داده است. با اعمال محلول نانوکلوئید شرکت نانوپاد بر روی سطح شیشه، سطح دارای خاصیت آبگریزی و خود تمیز شوندگی شده و در برابر انواع کثیفی مقاوم می شود و بارش باران شدید باعث تمیز شدن شیشه ها می گردد اعمال این پوشش بر روی سطح شیشه منجر به افزایش زاویه ( بیش از۱۱۰ درجه) قطرات آب با سطح خواهد شد و این خاصیت موجب غلتیدن قطرات کاملاً کروی آب (یا باران) روی سطح و شسته شدن آلودگی ها از روی آن می گردد. همچنین اعمال پوشش نانو بر روی سطح شیشه باعث محافظت در برابر اشعه UV خورشید، جلوگیری از جذب عمقی آلودگی ها روی سطح، خاصیت آسان تمیز شوندگی و مقاومت در برابر باران های اسیدی می شود .

اعمال این پوشش بر روی سطح، شیشه را مات و براق نمی کند و همچنین می تواند از اشیاء داخل ساختمان یا خودرو نسبت به نور خورشید محافظت کند. معمولا در بیشتر شیشه های خودرو و شیشه هایی که از آنها استفاده های صنعتی می شود، سطح شیشه به مرور زمان ساییده می شود و بر روی آن چاله های ریزی ایجاد می شود. این پوشش علاوه بر ضد آب و لک کردن شیشه که از کثیف شدن آن جلوگیری می کند، خواص مکانیکی شیشه را هم افزایش می دهد. همچنین به دلیل عدم جذب آلاینده ها بر روی سطح شیشه، با وزش باد و بارش باران شیشه آب گریز تمیز می شود .

نحوه مصرف 

 سطح شیشه مورد نظر باید تمیز، خشک و عاری از هرگونه آلودگی و مواد اضافی باشد .

 ظرف محتوی محلول آب گریز شیشه به خوبی تکان دهید .

 محلول آبگریز شیشه را بر روی سطح شیشه اسپری کرده بطوری که تمامی سطح آغشته به محلول گردد .

 پس از 9 دقیقه دستمال میکروفایبر را با محلول نانو آغشته و به صورت دورانی سطح مورد نظر را به آرامی ماساژ دهید .  

 شیشه مورد نظر پس از خشک شدن و گذشت 9 ساعت دارای خاصیت آب گریزی خواهد شد .

مزایا 

 افزایش زاویه (بیش از ۱۱۰ درجه) قطرات آب با سطح شیشه

 غلتیدن قطرات کاملاً کروی آب (یا باران) روی سطح و شسته شدن آلودگی ها از روی شیشه

 سدی در برابر اشعه UV خورشید

 خاصیت آسان تمیز شوندگی و مقاومت در برابر باران های اسیدی

 جلوگیری از سائیده شدن به وسیله عبور ریزگردها از روی سطح

شیشه خودرو

 قرار گرفتن محافظ نانو بر روی شیشه خودرو به صورت لایه ای نامرئی

 عدم تغییر در وضوح بافت شیشه

 ایجاد سطح بسیار شفاف و دید واضح

 نچسب کردن شیشه ها و آئینه ها و عدم انباشته شدن گرد و خاک، چربی، روغن، قیر، حشرات مرده و

شیره گیاهان بر روی شیشه

 بهبود قابلیت دید راننده به علت قطره قطره شدن باران بر روی سطح شیشه

شیشه ساختمانی

 ایجاد سطحی دارای خاصیت آبگریزی و خود تمیز شوندگی و مقاوم در برابر انواع کثیفی

 تمیز شدن شیشه ها توسط بارش باران شدید

 حفظ شدن شفافیت اولیه سطح شیشه

 جلوگیری کردن از مات شدن و کدر شدن در اثر شرایط

 محافظت از اشیاء داخل ساختمان و پشت پنجره ها مثل تابلو، پرده، مبل و غیره در مقابل نور خورشید

 کاهش دفعات تمیز کردن شیشه نمای ساختمان به حداقل ممکن

برچسب‌ها: نانو کلوئید آبگریز شیشه

 

محققان دانشگاه میشیگان سلول خورشیدی شفافی را ابداع کرده‌اند که برخلاف نمونه‌های قبلی قابل استفاده روی پنجره‌های ساختمان نیز هست.

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از UPI، این گروه تحقیقاتی ادعا کردند که فناوری جدیدشان جایگزین یا مکمل پنل‌های خورشیدی سقفی خواهد شد. این فناوری از فیلم نازکی از مولکول‌های ارگانیک درست شده است که طول موج‌های نامرئی نور خورشید را جذب می‌کند و طول‌موج‌های ماوراء بنفش و نزدیک به مادون قرمز را به برق تبدیل می‌کند.

این دستگاه که یک «متمرکز کننده نور لومینسان شفاف» به شمار می‌رود می‌تواند روی پنجره‌های ساختمان، شیشه جلوی ماشین یا حتی روی صفحه‌نمایش گوشی نصب شود و در این صورت، بدون اینکه خللی در دید انسان به وجود آورد، انرژی مورد نیاز برای ابزارهایی چون گوشی هوشمند را هم تامین می‌کند.

گفتنی است که قبلا هم دانشمندان چنین فناوری‌ای را تشریح کرده بودند اما محققان دانشگاه میشیگان کاربردهای یکپارچگی متمرکزکننده‌های خورشید لومینسان شفاف را در ساختارها و ابزارهای مدرن شرح داده‌اند.

دانشمندان تخمین می‌زنند که حدود 5 تا 7 میلیارد متر مربع سطح شیشه‌ای در آمریکا وجود دارد که تاکنون کاربردی در زمینه تولید برق نداشتند اما با این فناوری جدید هم‌اکنون آنها هم می‌توانند برق تولید کنند. اگر تمام این سطوح شیشه‌ای با سلول‌های خورشیدی شفاف پوشیده شوند، می‌توانند 40 درصد نیاز برقی کل آمریکا را تامین کنند.

لانت می‌گوید: «اگر بتوانیم ذخیره‌سازی انرژی را نیز بهبود بخشیم، پیاده‌سازی کاملی از هر دو تکنولوژی می‌تواند نزدیک به 100 درصد تقاضای ما را برطرف کند»

یکی از چالش‌هایی که دانشمندان در مورد این فناوری دارند این است که بهره‌وری بهترین‌ نوع پنل‌های خورشیدی حدود 15 تا 18 درصد است. در حالی که کارایی سلول‌های خورشیدی شفاف فعلا فقط پنج درصد است. اما دانشمندان بر این باورند که می‌توانند کارایی این فناوری را نیز به پنل‌های معمولی نزدیک کنند.

برچسب‌ها: ساخت سلول خورشیدی شفاف

برچسب‌ها: افزایش محبوبیت پوشش های ضد میکروبی برروي شيشه ها

برچسب‌ها: شيشه هاي هوشمند

در جدیدترین نمایشگاه فناوری های شیشه، شرکت کورنینگ محصول جدیدی به نام شیشه بیدی (Willow Glass) به نمایش گذاشت که در مقایسه با انواع شیشه های دیگر هم خاصیت انعطاف پذیری بسیار بالایی دارد و هم ضخامت آن به نازکی یک ورقه کاغذ است. این شیشه می‌تواند برای ساخت سلول های خورشیدی و روشنایی با کیفیت بالا در گوشی های هوشمند مورد استفاده قرار گیرد.

 این شیشه با قدرت انعطاف بالایی که دارد می تواند به شکل لوله ای با شعاع ۲ اینچ درآید. فرآیند صنعتی تولید این شیشه بسیار شبیه فرآیند ساخت کاغذ روزنامه است.

کورنینگ شرکت سازنده شیشه گوریل (Gorilla Glass) است این شیشه کاربرد فراوانی در ساخت صفحه نمایش گوشی های هوشمند دارد.

برچسب‌ها: شیشه های انعطاف پذیر

 

حدود یک سوم انرژی یک ساختمان از طریق پنجره ها هدر می رود. به همین دلیل در سالهای اخیر تلاش برای کاهش مصرف انرژی در ساختمان ها بر روی پنجره ها متمرکز شده است. مطالعات زیادی برای یافتن روش‌های ذخیره انرژی صورت گرفته و نیاز به ذخیره انرژی باعث شده تا انواع جدیدی از پنجره‌های شیشه‌ای در ساختمانها به‌ کار برده شود. این تکنـــولوژی کاربردهای فراوانی دارد، به عنوان مثال شیشه ای را تصور کنید که قابلیت تغییــــر از حـالت شفـاف به حالـت مات، توسـط یک کلید را داشته باشـــد. در صنعت ساختمان سـازی می تــوان از این شیشـــه برای پنجره هــای نمای ساختمان، سرویس های بهداشتی، پنجره های فروشگاه ها و آسانسور استفاده نمود. با وجود اینکه استفاده از این شیشه هنوز در ایران متداول نشده است اما نمونه های زیادی در تمام دنیـــا وجود دارد و در کشور های پیشرفته جهت صرفه جویی در مصرف انرژی از این تکنولوژی استفاده میشود. پنجره‌های هوشمند موجود به کمک ما شتافته تا به طریق هوشمند به کنترل و بهینه سازی مصـرف انرژی در ساختمان ها و اماکن عمومی کمک کند. تصور کنید که در یکی از گرم ترین روزهای آفتابی در تابستان، نور خورشید مستقیماً به اتاق شما می تابد و هیچ راه گریزی به جز استفاده از پنجره هایـــی با شیشه های دودی برای متعادل تر کردن گرما و نور اتاق در ساعات اوج تابش نور ندارید اما این پنجره ها باعث کاهش میزان انتقال نور و کاهش میدان دید در دیگر ساعات روز میشوند که برای جبران این کمبود نور میبایــست از سیستم روشنایی استفاده نمود، همچنین شیشه های دودی با توجه به مکانیزم تیره کردن شیشه باعث جذب میزان بیشتـــری از حرارت در روز میشوند که خود دلیلــی بر افزایش نیاز به سیستــم سرمایشی میباشد.

برچسب‌ها: شیشه های هوشمند

 
شرکت آمریکایی کورنینگ نسل پنجم شیشه نشکن Gorilla را با مقاومت ضربه از ارتفاع 160 سانتیمتری در اختیار شرکت‌های تولیدکننده تلفن‌همراه قرار می‌دهد.
به گزارش ایسنا و به نقل از میل آنلاین، رکورد قبلی مقاومت شیشه تلفن‌همراه از ارتفاع 80 سانتیمتری و با مقاومت 60 درصد بود، اما با استفاده از شیشه جدید این مقاومت به ارتفاع 160 سانتیمتر افزایش یافته است.
شرکت سازنده مدعی شد که افزایش کیفیت و مقاومت در برابر ضربه بدون هیچ افزایش وزنی صورت گرفته و شیشه نشکن جدید هیچ اختلالی در عملکرد تلفن‌ همراه هوشمند ایجاد نمی‌کند.
نتیجه آخرین نظرسنجی شرکت کورنینگ حاکی از آن است که تلفن‌همراه هر کاربر حداقل یکبار در سال از ارتفاع 160 سانتیمتری سقوط می‌کند که در اکثر موارد نمایشگر دچار شکستگی می‌شود.
جان بین، مدیرعامل شرکت شیشه‌سازی کورنینگ اظهار کرد: با معرفی هر نسل شیشه Gorilla در واقع یک جهش قابل توجه در فناوری شیشه‌سازی تجهیزات الکترونیک پدیدار می‌شود.
وی خاطرنشان کرد: اکنون بیش از 4.5 میلیارد تلفن‌همراه با 1800 مدل توسط40 برند مختلف از شیشه‌های شرکت کورنیکس در محصولات تولیدی استفاده کرده‌اند. انتظار می‌رود که تا پایان سال جاری بیشتر شرکت‌های تولیدکننده تلفن‌همراه از شیشه Gorilla Glass 5 استفاده کنند.

برچسب‌ها: تولید مقاوم‌ترین شیشه ‌نشکن تلفن‌همراه

ساختمان‌ها سر پناهی مناسب جهت حفظ آدمی در برابر شرایط نامساعد محیطی به منظور تأمین آسایش و راحتی هستند، لیکن حصول بخشی از این امر به استفاده درست از منابع انرژی باز می‌گردد. استفاده مدبرانه از فن‌آوری‌های نوین ساخت و ساز می‌تواند ضمن تحقق موارد یاد شده، به میزان قابل توجهی از مصرف بی‌رویه انرژی جلوگیری کند. امروزه به منظور حداکثر استفاده از نور خوزشید و اجرای برخی ایده‌های معمارانه، سطح وسیعی از ساختمان را با شیشه می‌پوشانند، لذا پنجره‌ها نقش اصلی را در کنترل نور ورودی به داخل ساختمان و میزان انرژی مورد نیاز ایفا می‌کنند.
ضرورت کنترل انرژی هنگامی مشهودتر می‌شود که سطح وسیعی از ساختمان با شیشه پوشیده شود که اغلب در این شرایط، امکان حفظ گرمای محیطی مناسب و ذخیره سازی معقول انرژی به طور همزمان با مشکلاتی همراه می‌شود. با پیشرفت تکنولوژی در عصر حاضر، تلاش محققان بر تولید شیشه‌هایی با خاصیت پخش نور بسیار کم، جهت استفاده در ساختمان‌هایی با کاربری تجاری متمرکز شده است، به طوری که می‌توان با فراهم سازی امکان ورود انرژی خورشید به داخل ساختمان و ممانعت از فرار گرمای داخل ساختمان (با ممانعت از خروج اشعه فرابنفش)، مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش داد. چنین شیشه‌هایی قابلیت ایفای نقش همزمان عایق حرارتی و کنترل نور خورشید را دارند. شیشه‌هایی با درجه شفافیت بسیار بالا، قابلیت ممتازی در ورود نور به داخل بنا داشته و محافظ خوبی در برابر شرایط جوی به شمار می‌روند، ولی عایق حرارتی خوب یا مانعی موثر در برابر انرژی خورشید نیستند. تکنولوژی ساخت شیشه به مرحله‌ای از کمال رسیده که طراحی و تولید انواع شیشه را با لحاظ کردن توأمان خواص پخشی، انعکاسی، جذبی و شفاقیت جهت دستیابی به شرایط ایده‌آل و پاسخگویی به خواسته‌های مختلفی همچون کنترل نور روز و درجه حرارت مناسب، امکانپذیر کرده است.
نور و روشنایی احساس خوبی را در انسان ایجاد می کند و باعث جلوه گر شدن افکار عالی در زندگی انسان می شود. در آسمانخراش‌های امروزی چنین تفکراتی حادث نمی‌‌شوند. آسمان خراش‌ها با وجود نزدیکی به خورشید، زندگی بشر را به تاریکترین حد ممکن رسانده‌اند! امروزه شیشه‌هایی که با تکنولوژی پیشرفته تولید می‌شوند علاوه بر تأمین روشنایی روز دارای کیفیات دیگری همچون کنترل خورشیدی، آسایش و راحتی از نظر دما (محافظت از گرمای تابستان و سرمای زمستان) و با مشخصه‌هایی همچون قابلیت بازیافت، دوام پذیری، عدم نیاز به پاکیزه نمایی، می توان رنگ پریدگی تدریجی اشیای داخل بنا در مقابل نور خورشید جلوگیری کرد، هستند. با این تکنولوژی مدرن، عبور نور با شیشه تخت، از 88 درصد به 94 درصد افزایش یافته، به طوری که در برخی از باشگاه‌های ورزشی این تکنولوژی به وضوح دیده می‌شود و عدم اعوجاج و انعکاس از سال 1997 عملا حذف شده، انعکاس شیشه در حالت معمول از 8 درصد به یک درصد کاهش یافته و وضوح دید بر محیط آنسوی پنجره افزایش یافته است.

شیشه‌های کنترل خورشیدی و عایق حرارتی تضمین کننده آسایش و جلوگیری از هدرروی گرما هستند. عواملی همچون حذف رطوبت، نم و تقطیر در فضای میانی شیشه‌های دوجداره، شیشه‌های رنگی با خاصیت فتوولتائیک و پوشش‌های مختلف با ضخامت‌های مختلف، شیشه را در مقابل ذخیره سازی انرژی تقویت می‌کنند

انواع شیشه‌ها از لحاظ کاربرد در ساختمان:
1) شیشه با کاربرد مدیریت انرژی
2) شیشه مقاوم در برابر آتش
3) شیشه کنترل صدا
4) شیشه ایمن با کاربرد حفاظتی و امنیت
5) شیشه با کاربرد در دکوراسیون
6) شیشه تامین کننده نور و روشنایی
7) شیشه با کاربرد خاص
8) شیشه نما با قابلیت‌های مقاوم در برابر باد و ضربه
9) شیشه هوشمند (چند منظوره)
10) شیشه کلتکتوری (نور و گرما)
بیش از 80 سال است که شیشه دو جداره به عنوان ضرورت اصلی برای فراهم آوری عایق حرارتی در ساختمان‌ها شناخته شده است. پیشرفت‌های اخیر بر عایق سازی مناسب و افزایش بهینه‌سازی حرارت متمرکز شده‌اند که این امر ممکن است به دلایلی همچون اقتصاد و ضرورت کاهش میزان انتشار دی‌اکسید کربن صورت گرفته باشد که عمدتا با بازدهی حرارتی و نحوه استفاده از انرژی در ساختمان‌ها ارتباط مستقیمی دارند.
هدرروی گرما در یک ساختمان به معنای مقاومت کم مصالح آن است. این امر تاکنون عمدتا از طریق شیشه پنجره یا به عبارت بهتر، شیشه کاری نامناسب و ضعیفی همچون شیشه تک جداره حادث می‌شده است. با روش‌های پیشرفته که مانع فرار گرما از ساختمان است می‌توان تنوع انتخاب زیبا شناسانه و تنوع عایق‌سازی را به صورت توأمان، فراهم آورد. نور خورشید به سه طریق: انعکاسی، انتقالی و جذبی پخش می‌شود. این امر در ایده تولید شیشه‌های کنترل خورشیدی و عایق حرارتی منظور شده است. شیشه‌های کنترل خورشیدی و عایق حرارتی تضمین کننده آسایش و جلوگیری از هدرروی گرما هستند. عواملی همچون حذف رطوبت، نم و تقطیر در فضای میانی شیشه‌های دوجداره، شیشه‌های رنگی با خاصیت فتوولتائیک و پوشش‌های مختلف با ضخامت‌های مختلف، شیشه را در مقابل ذخیره سازی انرژی تقویت می‌کند. اهمیت حفظ ذخایر انرژی غیرقابل بازیافت و کمبود ذخایر انرژی فسیلی در بسیاری از کشورها، مسوولان را بر آن داشته تا به بهینه‌سازی انرژی دقت بیشتری مبذول دارند. صنعت ساختمان همچون سایر صنایع از عمده‌ترین مصرف کنندگان انرژی است و شیشه به لحاظ ماهیت خاص خود نقش عمده ای در هدرروی انرژی ایفا می‌کند. با تلاش در جهت تقویت قابلیت‌های شیشه همچون انتقال نور و حذف معایب آن، با تدابیری همچون استفاده از شیشه‌های دوجداره و ترکیب انواع شیشه‌ها با هم، استفاده از شیشه‌ها با قابلیت انتقالی، انعکاسی و جذبی، ممانعت از گریز اشعه فرابنفش از داخل ساختمان به بیرون یا ممانعت از انتقال گرمای خورشید به داخل ساختمان و... و همچنین تلفیق جنبه‌های معمارانه با مهندسی و تکنولوژی ساخت پیشرفته در این محصول، می‌توانیم در جهت مدیریت انرژی گام برداریم.

برچسب‌ها: نقش شيشه در كاهش مصرف انرژي, شيشه, كاهش مصرف انرژي, ساختمان‌

محققان صنايع اپتيك اصفهان با استفاده از ميكروالمنت‌هاي خطي و سينوسي، شيشه‌هاي گرم شونده الكتريكي با ويژگي يخ‌زدايي و مه‌زدايي از سطح به منظور استفاده به عنوان شيشه جلوي وسايل نقليه ريلي ساختند.
سيد مهدي موسوي زاهد، مجري طرح در گفت‌وگو با خبرنگار پژوهشي خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، اظهار كرد: معمولا در شيشه‌هاي عقب خودروهاي سواري سيم‌هايي وجود داشته و قابل رويت هم است كه كار يخ‌زدايي و مه‌زدايي را انجام مي‌دهد اما استفاده از اين سيم‌ها به روي شيشه‌هاي جلو امكان‌پذير نيست.
وي افزود: به منظور استفاده از المنت‌هاي الكتريكي به روي شيشه‌هاي جلو، سيم‌ها را به ضخامت 12 تا 50 ميكرون كوچك كرده‌ايم تا برجستگي‌اي به روي شيشه نداشته باشد.
موسوي تصريح كرد: در روش ابداعي گروه، با قرار دادن المنت هاي بسيار ظريف (با ضخامت كمتر از 20 ميكرون) بين دو لايه شيشه و سپس اتصال جريان الكتريكي به آنها، سطح شيشه گرم شده و كار يخ‌زدايي و مه‌زدايي از سطح آن انجام مي‌شود.
به گفته وي به دليل ضخامت بسيار كم و نيز نوع كاشت المنت‌ها (نرم خطي يا سينوسي)، ديدن آنها بين دو لايه شيشه بسيار مشكل بوده و به هيچ وجه مانع ديد نمي‌شود.
موسوي ادامه داد: معمولا شيشه‌هاي جلو خودروها وقتي شكسته مي شود خرده‌هاي شيشه به دليل وجود يك لايه پلاستيكي از يكديگر جدا نمي‌شوند بنابراين در اين روش، ابتدا المنت‌ها به كمك دستگاه كاشت ميكرو المنت در فاصله مشخص و با دقت بالايي به سطح يك لايه پلاستيكي شفاف چسبانده شده و يك مدار الكتريكي ويژه‌اي را تشكيل مي‌دهند. در ادامه اين ورق پلاستيكي سيم‌دار بين دو لايه شيشه مناسب قرار مي‌گيرد و در شرايط دما و فشار ويژه‌اي پخت شده و در نهايت شيشه گرم شونده الكتريكي توليد مي‌شود.
برگزيده دوازدهمين جشنواره جوان خوارزمي خاطرنشان كرد: شيشه‌هاي قطارهاي بين شهري و مترو و به خصوص شيشه‌هاي هواپيما از اين تكنولوژي استفاده مي‌كنند كه در گذشته از خارج كشور تامين مي‌شد كه در حال حاضر تامين كننده شيشه‌هاي قطار شركت رجا و شركت ايريكو سازنده قطار وابسته به ايران خودرو هستيم.
موسوي زاهد با بيان اينكه سيم‌ها به دو مدل خطي و سينوسي داخل شيشه‌ها قرار مي‌گيرند به ايسنا گفت: مدل المنت‌هاي سينوسي به دليل داشتن خواص ديداري، برتري نسبي به شيشه‌ها با سيم‌هاي خطي دارند چرا كه انعكاس بسيار كمي در شيشه‌هايي با المنت‌هاي سينوسي رخ مي‌دهد

برچسب‌ها: شيشه‌ ضدبخار قطار و هواپيما

به گزارش خبرخودرو، تلاش ده ساله محققان ایرانی عاقبت به ثمر نشست و دانشجوی جوان خمینی شهری موفق به ساخت شیشه کاهنده شدت نور در خودرو شد .
مهندس میثم صادقی در گفتگو با خبر نگار خبرخودرو در باره این طرح اظهار داشت : این طرح با عنوان شیشه تضعیف کننده نور به مرحله نمونه سازی صنعتی رسیده است .
وی تصریح کرد : این نوع شیشه هادی جریان الکتریسیته با قابلیت کاهش شدت نور ، طراحی وساخته شد و کاربرد اصلی آن در صنایع خودرو سازی است .
نور بالای اتومبیلها در شبها یکی از مسائلی بود که صادقی به آن اشاره کرد و گفت : وجود نور بالای خودروها ی روبرو در شب و در مسافرتهای بین شهری ، نور شدید خورشید رانندگی به مدت طولانی برای راننندگان را با مسائلی همراه می کند که استفاده از این نوع شیشه در خودرو تا حد بسیار زیادی این مشکل را مرتفع می سازد .
وی با بیان اینکه شیشه تضعیف کننده شدت نور پرتوهای مضر برای چشم را کاهش می دهد ، افزود : متاسفانه در کشوراز این طرح استقبال صورت نگرفت و بدلیل استفاده از مشابه این نوع شیشه در تولیدات شرکت مرسدس بنز آلمان ، آمادگی خود را برای تولید در خارج از کشور به اطلاع مسئولان شرکت مرسدس بنز رسانده ایم .
صادقی در مورد ویزه گیهای منحصر به فرد این نوع شیشه اضافه کرد : کاهش شدت نور در تمام طول موج ها از IRتا UVبر اساس آخرین استانداردهای شیشه اتومبیل و معیارهای علمی و پزشکی ، شفافیت بالا ، ایجاد حرارت در سطح شیشه بدون به کار گیری المنت های موجود در شیشه های معمولی و محافظت از آسیب رساندن نور به چشم راننده به هنگام رانندگی از خصوصیات این نوع شیشه است .
مخترع جوان با ابراز تاسنف از عدم استقبال از شیشه کاهنده شدت نور از سوی خودرو سازان کشور ، خاطر نشان کرد : بدلیل انحصاری بودن خودرو سازی کشور ، پذیرش طرح تاکنون ممکن نشده اما خوشبختانه پس از دیدار با وزیر محترم صنایع ، اقدامات خوبی برای تولید و تکمیل این پروژه صورت گرفته است .

برچسب‌ها: شیشه کاهنده شدت نور در خودرو

به گزارش خبرنگار علمی باشگاه خبرنگاران، یکی از معروف‌ترین موزه‌های ایالت اوهایو اقدام به نصب شیشه‌های هوشمند برای پنجره‌های این موزه کرده است. این شیشه‌ها که مجهز به لایه‌های نانومقیاس هستند، قادراند مقدار گرما و پرتوهای فرابنفش ورودی به موزه را محدود کنند.

شرکت تری‌ام (3M) اقدام به نصب شیشه‌های هوشمند در موزه راک‌اند‌رول هالآف فیم (Rock and Roll Hall of Fame) کرده است. این موزه با 75 هزار متر مربع زیربنا، از معماری بسیار منحصر به فردی برخوردار است که برای تأمین نور آن از تابش طبیعی خورشید استفاده می‌شود

.

اما این تابش می‌تواند خطر پرتوهای فرابنفش را در پی داشته و همچنین موجب گرم شدن بیش از حد و افزایش مصرف انرژی برای خنک کردن موزه شود. برای حل این مشکل، از فناوری Prestige Exterior 40 در شیشه‌های این موزه استفاده شد. این شیشه‌ها نور مرئی را از خود عبور می‌دهد اما پرتوهای فرابنفش و گرما را محدود می‌کند.

در این شیشه‌ها از لایه‌های نازک نانومتری عاری از فلز استفاده شده است. ضریب انعکاس این شیشه‌ها کمتر از شیشه‌های معمولی است. لایه‌های نازک موجود روی این شیشه قادر به انعکاس 97 درصد از طیف گرماساز نور خورشید و 99.9 درصد پرتوهای فرابنفش خورشیدی است. بنابراین می‌توان داخل موزه را خنک نگه‌داشت. با استفاده از این فناوری جدید می‌توان درخشش و دید زیبای داخل موزه را حفظ کرد.
 
پنجره‌های این موزه دارای طراحی قدیمی بوده و کنترل هدر رفت انرژی در آن‌ها دشوار است، اما این فناوری جدید امکان کنترل گرما و پرتوهای فرابنفش ورودی به موزه را فراهم می‌کند.
نصب این شیشه‌ها، 6 هفته به طول انجامیده است که در نهایت موجب صرفه‌جویی 20 تا 40 هزار دلاری در سال برای این موزه خواهد شد.

 

برچسب‌ها: شیشه‌هوشمند

 محققان با استفاده از نانوساختارها موفق به ساخت شیشه‌ای هوشمند شدند که می‌تواند از برخورد قطرات باران و وزش باد، انرژی الکتریکی تولید کند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، یک گروه تحقیقاتی از مؤسسه فناوری جرجیا موفق به ساخت شیشه هوشمندی شدند که نه تنها تغییر رنگ می‌دهد بلکه قادر به تولید الکتریسیته است.

برخی از شیشه‌های هوشمندی که تاکنون ساخته شده قادر به تغییر رنگ هستند، برخی نیز به گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند در صورت تابش شدید نور خورشید تیره شوند تا مانع از گرم شدن بیش از حد داخل ساختمان شوند. این گروه تحقیقاتی به دنبال ساخت شیشه‌ای بودند که بتواند الکتریسیته تولید کند. آنها درجستجوی شیشه‌ای بودند که از خاصیت تریبوالکتریکی بهره‌مند باشد تا از انرژی الکتریکی استاتیک موجود در فصل مشترک دو ماده غیرهم‌جنس استفاده کند.

این گروه برای این کار از دو لایه مختلف استفاده کردند، یکی برای به دام انداختن قطرات باران و دیگری برای گیرانداختن باد. این گروه تحقیقاتی در لایه اول از نانوژنراتورهای نانومقیاس استفاده کردند که می‌تواند بار مثبت موجود در قطرات باران را به دام اندازد؛ این بار مثبت در اثر برخورد قطرات با شیشه خودرو ایجاد می‌شود. لایه دوم از یک ساختار ساندویچی تشکیل شده است که در آن، دو ورقه باردار پلاستیکی یک فنر نازک را در میان گرفته است. زمانی که باد به این لایه فشار می‌آورد لایه‌های پلاستیک به هم نزدیک شده و جریان الکتریکی ایجاد می‌شود.

این دو لایه مختلف موجب تشکیل شیشه‌ای کاملاً شفاف می‌شود که قادر به تولید 130 میلی‌وات الکتریسیته در هر متر مربع شیشه است این مقدار انرژی برای شارژ کردن یک تلفن هوشمند کافی است.

محققان معتقدند که این ابزار می‌تواند برای تأمین انرژی ادوات بی‌سیم مناسب باشد؛ چرا که نیاز به استفاده از یک منبع انرژی جداگانه را از بین می‌برد. قبل از تجاری‌سازی این روش، محققان باید به دنبال راهکاری جهت ذخیره‌سازی انرژی باشند. آن‌ها معتقدند که می‌توان از یک ابرخازن در این شیشه استفاده کرد. تاکنون هزینه ساخت این نوع شیشه مشخص نشده است.

این گروه نتایج یافته‌های خود را در نشریه ACS Nano منتشر کرده‌اند.

برچسب‌ها: شیشه‌هوشمند با قابلیت تغییر رنگ و تولید الکتریسیته

بسپار می نویسد، گروه صنعتی شوستر قصد دارد از فیلم‌های رسانای شفاف شرکت کاناتو در نسل جدید خودروها استفاده کند. این فیلم‌ها با استفاده از نانوساختارهای کربنی تولید شده و استحکام مکانیکی بالایی نیز دارند. به گزارش ایسنا، کاناتو (Canatu) یکی از شرکت‌های تولید کننده فیلم‌های رسانای شفاف است که اخیراً همکاری نزدیکی با گروه صنعتی شوستر (Schuster) آغاز کرده است. این دو قصد دارند تا صفحات لمسی کپسوله شده سه بعدی برای صنعت خودروسازی تولید کنند. مدت‌هاست که شرکت‌های خودروسازی به دنبال استفاده از صفحات لمسی در شیشه و داشبورد خودرو هستند اما به دلیل فقدان فناوری مناسب این کار انجام نشده است. اخیراً شرکت کاناتو فیلم‌ رسانای شفافی موسوم به CNBTM را تولید کرده است که دارای ویژگی‌های منحصر به فردی است. این شیشه‌های شفاف از استحکام بالایی برخوردار بوده و خواص کششی مناسبی دارند. این فیلم‌ها که دارای حسگری لمسی سه بعدی هستند به صورت انبوه با فرآیند صنعتی استانداردی تولید می‌شوند. کاناتو اخیراً این فیلم‌ها را به گونه‌ای طراحی کرده که بتوان از آن در داشبورد، کنسول و شیشه خودرو استفاده کرد. این فیلم‌ها به راحتی قابل شکل‌دهی هستند. در ابتدا این فیلم‌ها به گونه‌ای ساخته می‌شوند که قابلیت لمسی بودن در آن ایجاد شود. سپس فیلم‌ها شکل‌دهی شده و پخته می‌شوند که برای این کار به یک قالب تزریق می‌شوند. در نهایت محصولی سه بعدی با کارایی چند گانه ایجاد می‌شود. این فیلم‌ها قابلیت خم‌شدن تا یک میلیمتر را دارند و می‌توان از آن‌ها برای بخش‌های مختلف خودرو استفاده کرد. ویژگی‌های این فیلم‌ها نسبت به همتایانشان کاملاً متمایز است. برای مثال این CNBTM می‌تواند تا 120 درصد کشیده و قالب‌گیری شود بدون این که هدایت الکتریکی آن دستخوش تغییر شود.

برچسب‌ها: نانوکامپوزیت, شیشه های لمسی

محققان دانشگاه لس آنجلس کالیفرنیا سلول خورشیدی شفافی تولید کرده اند که موجب می شوند شیشه های خانه ها و سایر ساختمانها از قابلیت تولید الکتریسیته برخوردار شوند و در عین حال کارکرد خود را به عنوان پنجره حفظ کند.
به گزارش مشرق به نقل از مهر، تیم تحقیقاتی دانشگاه لس آنجلس کالیفرنیا یک نوع سلول خورشیدی پلیمری را ارائه کرده که می تواند انرژی را که عمدتا نور مادون قرمز بوده جذب کند، این سلولها در چشم انسان حدود 70 درصد شفاف هستند و از پلاستیک فتواکتیو که نور مادون قرمز را به جریان الکتریکی تبدیل می کند، ساخته اند.

یانگ یانگ استاد علوم مواد و مهندسی دانشگاه لس آنجلس کالیفرنیا و رئیس مرکز انرژی تجدید پذیر نانو در موسسه نانوسیستم کالیفرنیا به عنوان رئیس این تحقیقات گفت: این نتایج احتمال بالقوه را برای تولید سلولهای خورشیدی پلیمری کاملا شفاف به عنوان مولفه ای از دستگاه های الکترونیک قابل حمل، شیشه های هوشمند و وسائل فتوولتائیک داخلی ساختمان افزایش می دهد.



یانگ افزود: در سراسر جهان توجه به تولید سلولهای خورشیدی پلیمری همواره بالا بوده است. این سلولهای خورشیدی از مواد شبیه پلاستیک ساخته شده، سبک و قابل انعطاف هستند و می توانند در حجم بالا و قیمت کم تولید شوند.



سلولهای خورشیدی پلیمری به علت مزایای آنها در مقایسه با سایر فناوری سلولهای خورشیدی توجه بسیاری را به سمت خود معطوف کرده اند. دانشمندان برای پیشرفتهای خاص خود در تجهیزات پیشرفته کاربردی به سرمایه گذاری در این عرصه ابراز علاقه کرده اند.

پیش از این تلاشهای بسیاری برای از بین بردن ویژگی مرئی یا دست کم ارائه ویژگی نیمه مرئی به سلولهای خورشیدی پلیمری صورت گرفته بود. البته این تلاشها در نهایت به سلولهایی با خاصیت اندک شفاف منتهی شدند.

یک تیم از موسسه سیستمهای نانو کالیفرنیا در دانشگاه لس آنجلس کالیفرنیا، دانشکده مهندسی و علوم کاربردی و همچنین شیمی و زیست شیمی، به ارائه سلولهای خورشیدی شفاف و دارای کارکرد بالا پرداخته اند که این سلول ها با ادغام پلیمر حساس نورمادون قرمز نزدیک و نانوسیمهای نقره به عنوان الکترود شفاف، ساخته شده اند.

پل اس. وایس مدیر موسسه نانوسیستمهای کالیفرنیا اظهار داشت: ما از این نوآوری و اختراع بسیار مسرور هستیم چرا که از این پس می توان از این سلولهای خورشیدی در پیشرفتهای اخیر خود در زمینه شیشه های رسانای شفاف استفاده کنیم.

برچسب‌ها: شيشه هايي كه الكتريسيته توليد مي كنند

پیشرفت تکنولوژی عادات مصرف را تغییر می دهد. دستگاههای الکترونیکی و صوتی و تصویری بیش از دیگر وسایل در چرخه این پیشرفت قرار می گیرند و به سرعت به روز می شوند. همین امر، گرایش مصرف کنندگان را به داشتن مدل جدیدتر از این نوع محصولات بیشتر می کند. با ورود مدل های جدید تلویزیون، دستگاههای قدیمی بیش از پیش راهی کارخانه های بازیافت می شوند اما با طرح جدیدی که در کارخانه ای در ایتالیا انجام می شود، این ضایعات الکترونیکی به کاشی های زیبا و فانتزی تبدیل می شوند. طرحی که این شرکت ایتالیایی برای مقابله با بحران اقتصادی به آن متوسل شده است.
طرح “ روشنایی دوباره” یا “Relight” از سال 1999 و با تمرکز بر استفاده مجدد از قطعات دور ریخته شده الکترونیکی در تولید کاشی آغاز به کار کرد. این طرح در کارخانه ای با مساحت هزار متر شروع شد. امروزه مساحت این کارخانه به یازده هزار متر افزایش یافته و بیش از هفتاد نفر که بیشترین تعداد آن را زنان تشکیل می دهند در این کارخانه مشغول به کار هستند. مدیران این کارخانه می گویند به دنبال راههای جدیدی برای بهره گیری بیشتر از تلویزیون های دور ریخته شده در تولید کاشی هستند.
بیبیانا فراری، یکی از مدیران این کارخانه می گوید:“عمر مفید مصرف تلویزیون روز به روز کوتاه تر می شود به همین خاطر است که ما بیشتر و بیشتر به دنبال راههایی هستیم که نهایت استفاده را از بازیافت این محصولات ببریم. با طرحی که اینجا به اجرا می گذاریم به این مواد زندگی دوباره می دهیم.”
یافتن زندگی دوباره برای شیشه های تلویزیون های دور ریخته شده به عهده خطوط تولیدی متعدد این کارخانه است. با اجرای طرح روشنایی دوباره که با حمایت مالی کمیسیون اروپا و تحت نظر برنامه ای به نام “نوآوری برای محیط زیست“انجام می شود، شیشه های این تلویزیون ها به کاشی های زیبایی تبدیل می شوند. از این طریق است که این کارخانه توانسته به گردش مالی سالانه هشت میلیون یورو دست یابد.
بییبیانا فراری فعالیت اقتصادی این کارخانه را تثبیت شده و سودآور می داند. به گفته وی این کارخانه به دنبال سودآوری و ایجاد شغل است و سعی می کند به خودکفایی برسد.
در این کارخانه، شیشه های تلویزیون ابتدا خرد شده و سپس با موادی برای تبدیل شدن به سرامیک مخلوط می شوند. بیست درصد این کاشی ها از این شیشه ها تشکیل می شوند. هر 30 تلویزیون دور ریخته شده قابلیت تبدیل شدن به کاشی های لازم برای یک خانه هفتاد متری را دارد و از آغاز این طرح، بیش از ده هزار تن تلویزیون دور ریخته شده راهی این کارخانه شده است.
دیوید کارا، مدیر اجرایی این کارخانه می گوید:“تاکنون ما بیش از پانصد هزار متر مربع کاشی تولید کرده ایم. برای تولید این میزان کاشی دو هزار و پانصد تن شیشه تلویزیون بازیافت شده است.”
با استفاده از شیشه های بازیافت شده، این کارخانه وابستگی خود را در تولید کاشی به دیگر انواع مواد خام و معدنی که عمدتا وارداتی هستند، کاهش داده است. ضمن آنکه این طرح گواهی “ لیدز” را در زمینه حمایت از محیط زیست برای این کارخانه به ارمغان آورده است.
آرنولد استابینگر، مدیر کل این کارخانه تولیدات این کارخانه را بسیار مهم می داند و می گوید:“ما اینجا بر نوآوری متمرکز شده ایم و در این نوآوری کیفیت بالا و طراحی نقش زیادی ایفا می کند.”
تمرکز بر توسعه و تحقیق، صرف انرژی زیاد برای حفظ محیط زیست و توانایی بازیافت زباله ها در زمینه تولیدات صنعتی مورد نیاز سه اصلی است که موفقیت این طرح را تاکنون تضمین کرده است.

برچسب‌ها: تبديل شيشه هاي تلويزيون به كاشي و سراميك

امروزه نیازمندی های معماری مدرن با معماری متداول در دوران باستان و قرون وسطی متفاوت است.این تفاوت بنیادی نه تنها در استفاده کاربردی از فضا بلکه در رویکرد مفهومی نوینی که امروزه نسبت به استفاده کاربردی از فضا و قسمت های مربوط به آن وجود دارد نیز انعکاس می یابد. تقابل نیازهای منحصر بفرد در تامین رفاه و آسایش در چنین قسمت هایی منجربه اعمال طراحی های نوین و پیچیده و همچنین کاربرد سیستم های ساختمانی به مراتب انعطاف پذیرتر و مقرون به صرفه تر و مصالح مدرن شده است. یکی از موارد همیشگی و چالش برانگیز در معماری حداکثر استفاده از فضای موجود و تامین خواسته ها و نیازهای کاربران است.
امروزه فناوری های نوین دسترسی به محصولات متنوع را امکان پذیر ساخته اند و اعمال موفقیت آمیز آن ها در ساختمان در مقایسه با مصالح قدیمی منجربه عملکرد بهتری می شود. در این میان، انواع مختلفی از پانل های شیشه ای و پلاستیکی با رنگ ها و پرداخت متنوع گسترش یافته اند که در ساخت آن ها از فویل هایی با رنگ های متفاوت و سطوح شیشه ای با ظرفیت و توانایی مختلف در برابر تغییرات به کار می رود.شیشه در معماری یکی از مصالح اصلی به شمار می رود و با موفقیت در طراحی قسمت های داخلی، پارتیشن ها و پانل ها با طراحی های دلخواه به کار می رود و از این عنصر در ساخت درها، پلکان، رخبام، کف و سقف و در ترکیب با جلوه های بصری نیز استفاده می شود که این مورد آخر ابزار بصری موثر و قدرتمندی برای معماران قلمداد می شود.
در سازه های معماری تقریبا در پوشش خارجی ساختمان از پانل های شیشه ای به عنوان «نمای شیشه ای» استفاده می شود و در شیشه کاری پنجره ها در اندازه های مختلف به کار می روند.از آنجایی که شیشه کاری نقش بسزایی در تعدیل انرژی ساختمان ایفا می کند، در آیین نامه های ساختمانی تصریح شده است در صورتی که مساحت سطح شیشه کاری بیش از 30 درصد باشد، موضوع تعدیل انرژی در طراحی سیستم گرمایش ساختمان ها همواره باید مورد توجه قرار گیرد.
پانل های «هوشمند» با خصوصیت های کارامد
در سایه فناوری مدرن هر روزه مصالح نوینی عرضه می شود که می توان از آن ها در حوزه های مختلف صنعتی استفاده کرد. صنعت ساختمان یکی از بزرگترین کاربرانی است که از دامنه وسیعی از محصولات بهره مند می شود. امروزه در حوزه تکنولوژی ساختمان عناصر ساختمانی انگشت شماری وجود دارند که از نظر فنی در معرض تغییرات قابل توجهی قرار نگرفته اند و هدف از کاربرد آن ها در صنعت ساخت و ساز افزایش کارآیی آن ها است.
یکی از این محصولات شیشه است که سال های متمادی در صنعت ساختمانی حضور همیشگی داشته است و با گذشت زمان در عملکرد اصلی آن تغییر و تحولاتی ایجاد شده است.پانل یکی از کارآمدترین مصالح مدرن است که امروزه نوعی از آن تحت عنوان EC (شیشه رنگی ) موجود است و با استفاده از انرژی برق به دو صورت مات و شفاف به کار می رود. عملکرد این قبیل پانل ها طوری است که می توانند میزان نفوذ روشنی روز را کاملا تنظیم کنند و بر نور کم فضاهای داخلی ساختمان تاثیر گذارند. در معماری امروزی به پانل های شیشه ای «پنجره های هوشمند» نیز گفته می شود.پنجره های تک جداره و سنتی با قاب شیشه ای طیف وسیعی از نور خورشید را از خود عبور می دهد و هم زمان اشعه مادون قرمز را جذب می کند(منعکس نمی کند).
این خصوصیت به ویژه در زمستان هنگام نیاز به گرما بسیار مناسب است اما در عوض در فصل تابستان به دلیل نیاز به سیستم سرمایش تاثیر معکوس دارد.فناوری نوین پانل های شیشه ای بر پایه سیستم های کریستال مایع شکل گرفته است و ویژگی اصلی این قبیل فناوری قابلیت تغییر پذیری آن از رنگ تقریبا نیمه شفاف به شفاف است و می تواند شیشه فتوکرومیک را در نور خورشید تاریک کند.کاربرد این قبیل مصالح درساختمان های تجاری و مسکونی موجب کاهش مصرف انرژی می شود در نتیجه از انرژی به بهترین شکل ممکن استفاده می شود.
در حال حاضر دو نوع سیستم تکنولوژیکی مختلف وجود دارد که کاربرد آن ها در طراحی معماری مدرن می تواند بسیار موثر واقع شود: محصولات اکسید متال و SPD یا شیشه هوشمند.پانل های این دو سیستم از نظر عملکرد،ساخت و کنترل از خصوصیات مختلفی برخوردار هستند.
پانل های شیشه ای بیرونی MOEC
این فناوری شامل کاربردپنج لایه باریک اکسید متال در فضای تهی میان پانل های شیشه ای است .کاربرد این نوع پانل شیشه ای در پوشش ساختار دریچه های بیرونی بسیار مناسب است به عنوان مثال می توان در نماهای شیشه ای بزرگ از این پانل ها استفاده کرد بی آن که نگران افزایش گرما باشیم(تاثیر گلخانه ای).
فناوری نوین پانل های شیشه ای بر پایه سیستم های کریستال مایع شکل گرفته است و ویژگی اصلی این قبیل فناوری قابلیت تغییر پذیری آن از رنگ تقریبا نیمه شفاف به شفاف است و می تواندشیشه فتوکرومیک را در نور خورشید تاریک کند.
پوشش پانل شامل ذرات معلقی است که مخصوص ترکیبات شیمیایی چند لایه بین دو سطح شیشه ای طراحی شده است.هنگامی که در پانل SPD در لایه های رسانا از برق استفاده می شود،ذرات معلق به طور موقتی در میدان الکتریکی قرار می گیرند و امکان عبور نور از پانل را میسر می کنند.
پانل شیشه ای MOEC (اکسید متال الکتروکرومیک) روشن تا بیش از 62 درصد از روشنی روز و هنگامی که کاملا تیره است سه و نیم درصد از نور را از خود عبور می دهد.
نصب پانل های شیشه ای کوچک در فصل زمستان منجربه کاهش چشمگیر اتلاف انرژی می شود و در فصل تابستان نیازبه سیستم های سرمایش را به حداقل می رساند.پانل کوچک و شفاف MOEC که روی نمای ساختمان نصب می شود با گذشت پنج دقیقه کاملا تیره می شود. ابتدا اطراف پانل تیره می شود و این تیرگی به تدریج تا مرکز پانل گسترش می یابد. در نماهای بزرگ تر اثر تیرگی نسبتا طولانی تر است.مواقعی که هوا به سرعت ابری و آفتابی می شود، میزان روشنایی پانل به حداقل می رسد.
پارتیشن ها براساس فناوری SPD
پانل هایی که با توجه به فناوری SPD شکل می گیرند متشکل از دو سطح پلاستیکی یا شیشه ای شفاف با پوشش قابلیت رسانا مخصوص در داخل پانل هستند. پوشش پانل شامل ذرات معلقی است که مخصوص ترکیبات شیمیایی چند لایه بین دو سطح شیشه ای طراحی شده است.هنگامی که در پانل SPD در لایه های رسانا از برق استفاده می شود،ذرات معلق به طور موقتی در میدان الکتریکی قرار می گیرند و امکان عبور نور از پانل را میسر می کنند.سیستم SPD هنگامی که در وضعیت تیره قرار گیرد از برق استفاده نمی کند.این سیستم این امکان را در اختیار کاربر قرار می دهد تا وضعیت روشن یا خاموش و حالت شفافیت ومات بودن پانل را کنترل و تنظیم کند.علاوه بر این ، این سیستم امکان زمان برنامه ریزی وضعیت پانل را به طور هفتگی یا ماهانه بسته به ماهیت ساختمان تجاری یا مسکونی را ممکن می سازد.
با در نظر گرفتن اطلاعات برگرفته از دپارتمان انرژی ساختمان در سال 2008 مشخص شد که ساختمان ها در آمریکا در سال 2006 ، 39 درصد از انرژی کل مورد نیاز و 73 درصد انرژی برق را مصرف کردند. براساس تحقیقی که کمیسیون انرژی کالیفرنیا پیرامون پنجره های الکتروکرومیک انجام داد، چنین برآورد شد که در حدود 44 درصد در مصرف انرژی برق صرفه جویی شد. با در نظر گرفتن کارایی پانل هوشمند، می توانیم با اطمینان پانل های SPD را در شکل های مختلف در ساختمان های اداری و مسکونی نصب کنیم.از آنجایی که این فناوری در سطوح پلاستیکی شفاف نیز به کار می رود. این امکان وجود دارد که از نقطه نظر معماری سطوح منحنی شکل و قسمت هایی به شکل دلخواه طراحی شوند.
نتیجه گیری
کاربرد پانل هوشمند به عنوان مصالح جدید و انعطاف پذیر در معماری، طراحی و ساختار سازه های مختلف منجربه شکل گیری واحدها و فضاهایی با کاربردهای چندگانه شده است. به دلیل اینکه از فناوری پانل های هوشمند در سطوح پلاستیکی شفاف نیز استفاده می شود، می توان از سطوح منحنی شکل در قسمت هایی با کاربردهای چندگانه بهره مند شد.با استفاده از این مصالح در معماری ساختمان تجاری و مسکونی می توان از مصرف کلی انرژی ساختمان کاست.

برچسب‌ها: پانل های شیشه ای هوشمند

اگر شما نیز به دنیای گوشی های تلفن همراه علاقمند هستید و اخبار آن را دنبال می کنید،مطمئنا نام سری های مختلف شیشه های گوریلا (Gorilla Glass) به گوشتان خورده است.این سری از شیشه ها که در صفحه نمایش بهترین گوشی های لمسی به کار می روند، ایمنی آن ها را در مقابل ضربه و خش تضمین می کنند.حال این محصول در ترکیب با فناوری سنسور اثر انگشت قرار است محصول قدرتمندی را ارائه کند.
کمپانی Sonavation در راه ارائه محصولی به بازار است که در نظر دارد نگاه های زیادی را به سوی خود جذب کرده و ایمنی گوشی های هوشمند را که امروزه اهمیت بسیاری پیدا کرده بیش از پیش افزایش دهد.این شرکت در مراحل پایانی افزودن سیستم های بیومتریک SonicTouch به اسمارت فون ها، گجت ها یا دستگاه های “اینترنت اشیاء” است.
در واقع با ترکیب فناوری سنسور اثر انگشت با گوریلا گلس قرار است یکی از امن ترین سیستم های تشخیص اثر انگشت به کاربران گوشی های هوشمند و تبلت ها ارائه شود.

 سیستم امنیتی که Sonavation تصمیم دارد در اختیار شرکت های سانده گوشی های هوشمند و تبلت ها قرار دهد بسیار جامع بوده که شامل می توان سنسور ultrasonic biometric و همینطور صفحه نمایش شیشه ای است. قرار گرفتن این سنسور امنیتی جدید روی اسمارت فون یا تبلت ها باعث می شود تا کاربران از الگوریتم اسکن اثر انگشت  SonicTouch استفاده کرده و به سیستم امنیتی برتری دسترسی داشته باشند.میکروپروسسورهای امن نیاز به تقویت اطلاعاتی که به سرورهای ابری این دستگاه باز می گردد را نیز از بین می برند. اما ویژگی متفاوت این تکنولوژی جدید نسبت به تکنولوژی های گذشته را باید در استفاده از سنسور اولتراسوند برای بررسی و خواندن اثر انگشت کاربر دانست.
اولتراسوند سنسوری است که به این تکنولوژی اجازه می دهد برای کار کردن با شیشه گوریلاگلس UM ۷۰۰ آماده شود.
این کمپانی خبر دقیقی مبنی بر تاریخ عرضه این محصول یا قیمت احتمالی آن را اعلام نکرده است.

برچسب‌ها: سنسور اثر انگشت در گوشي هاي هوشمند