کنترل رنگ و شفافیت شیشه‌های خورشیدی

نور خورشید مدت زیادی است که به عنوان منبع تولید الکتریسیته و جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی مورد توجه قرارگرفته است. اما اخیراً محصولات خورشیدی علاوه بر جذب انرژی خورشیدی، دارای کاربرد تزئینی نیز شده‌اند.
شیشه‌های Electro Chrome

شیشه‌های رنگی تشکیل شده از سلول خورشیدی، در مصارف خانگی و صنعتی کاربرد پیدا کرده است که نه تنها تولید کننده انرژی هستند، بلکه خاصیت تزئینی در رنگ‌های مختلف را در نمای ساختمان را نیز دارد. این محصول، پانل‌هایی چند لایهٔ کدر تا نیمه شفاف که به رنگ‌های نقره‌ای و برنزی طلایی تا رنگ‌های اصلی قرمز و سبز و سرخابی می‌باشد که از پلی کریستالین تشکیل شده‌اند. تفاوت رنگی آنان به دلیل تفاوت ضخامت در پوشش ضد انعکاس آن می‌باشد.

به عنوان مثال در شیشه‌های تولید شده با این تکنولوژی، رنگ آبی دار ای ضخیم ترین پوشش ضد انعکاس است که مصرف انرژی آن بسیار کم است. نقره‌ای هم دارای نازک ترین پوشش است که از نظر مصرف انرژی بهینه نیست. این نوع می‌تواند در مواردی که نیاز به گرفتن کمتری از انرژی خورشید می‌باشد به کار رود.
کنترل شفافیت تصویر

پرونده:Electrochromic glass.ogv
فیلم از شیشه‌ای در یک هتل که با فشردن یک کلید شفاف یا کدر می‌شود.

شیشهٔ هوشمند دیگری با تکنولوژی نانو ساخته شده است که با فشردن یک کلید، از حالت مات و کدر به شفاف تغییر می‌کند. از این شیشه می‌تواند به عنوان جدا کننده هم درفضای داخل و هم در فضای خارج استفاده کرد. با گذراندن جریان الکتریسیته از فیلم کریستال مایع شیشه شفاف می‌شود. با قطع جریان کریستال‌ها با جهت گیری تصادفی خود در فضا موجب پخش کردن نور، و در نتیجه مات شدن شیشه می‌شوند. این تکنولوژی کاربردهای فراوانی دارد. با وجود اینکه استفاده از این شیشه خصوصی هنوز متداول نشده است اما نمونه‌های زیادی از آن در تمام دنیا وجود دارد. امروزه در فروشگاه عرضه لباس، در اتاق‌های تعویض لباس از این نوع شیشه استفاده شده است. با این سیستم می‌توان میلیون‌ها 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.

ساختمان درونی این شیشه تشکیل شده از دو لایه شفاف و تینت می‌باشد که لایه‌ای از مایع کریستال بین آنها ساندویچ شده است.
آرایه‌های نانوسیمی پلی‌آنیلین

پنجره‌های هوشمند آرایه‌های نانوسیمی پلی‌آنیلین در آن‌ها از خازن‌های قوی استفاده شده است. این خازن‌ها 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. ایننانوسیم‌ها 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.پلی‌آنیلین دارای ظرفیت بالایی است؛ و هزینه تولید آن اندک است، از دیگر مزایای این ماده شفاف بودن و انعطاف‌پذیر بودن آن است. پارامتر انعطاف‌پذیر بودن بسیار مهم است؛ زیرا به راحتی می‌توان آن را به صورت رول درآورد و در ادواتی با اشکال مختلف استفاده کرد، برای مثال می‌توان پرده‌هایی هوشمند تولید کرد. محققین در این زمینه بر این باورند که اگر این فناوری بتواند با هزینه کم به بازار عرضه شود، می‌توان از آن در حوزه‌های مختلف از خودروسازی گرفته تا ساختمان استفاده کرد.
نانوبلورها با قابلیت انتقال نور مرئی و رد نور نزدیک مادون قرمز

استفاده از نانوبلورهایی با قابلیت انتقال نور مرئی و رد نور نزدیک مادون قرمز در پنجره‌ها 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 می‌تواند 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. 

برچسب‌ها: شیشه‌های نانو, کریستال مایع

تاريخ : سه شنبه بیست و هشتم اردیبهشت ۱۳۹۵ | 7:59 | نویسنده : علیرضا حسینی |