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荷蘭研究人員開發(fā)了一種太陽能窗概念，可以在溫暖的天氣中阻擋來自太陽的熱量，并在較冷的時(shí)期吸收熱量。


由荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織（TNO）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種基于熱致變色智能玻璃的新型太陽能控制窗技術(shù)。

隨著溫度的升高，當(dāng)被入射太陽輻射擊中時(shí)，玻璃可以改變其紅外透射率。它不會(huì)變得明顯變暗，因?yàn)檫@種效應(yīng)只發(fā)生在太陽光譜的紅外部分，所以它對(duì)太陽熱量的透明度會(huì)降低。

“有可能將我們的技術(shù)與光伏窗口相結(jié)合，”研究人員Paskal Buskens告訴PV雜志。“但根據(jù)您使用的PV技術(shù)，波長(zhǎng)需要同步，以便熱致變色材料不會(huì)阻擋PV用于收集能量的波長(zhǎng)。這個(gè)想法在一些討論中出現(xiàn)，但目前沒有得到積極的跟進(jìn)。

研究組使用二氧化釩（VO2） 作為功能材料在著色聚合物薄膜涂層，因?yàn)樗淖兞似渚w結(jié)構(gòu)，因此在高溫下改變了其光學(xué)性能。熱致變色涂層與標(biāo)準(zhǔn)的低排放（低E）鍍膜玻璃相結(jié)合。

“熱致變色學(xué)可以根據(jù)玻璃溫度將其紅外調(diào)制特性從透射到阻擋，”Buskens說。“整合斷續(xù)器2在智能熱致變色窗戶中應(yīng)用的薄膜或涂層可以顯著降低在中等氣候下加熱和冷卻建筑物的能耗。

擬議的太陽能窗概念的工作原理是在室外溫度較高時(shí)阻擋來自太陽的熱量，同時(shí)在較冷的天氣中吸收熱量。

“VO2在一定溫度下改變其晶體結(jié)構(gòu)，”Buskens解釋說。“隨著晶體結(jié)構(gòu)的這種變化，電學(xué)和光學(xué)性能也發(fā)生了變化，這意味著材料在高溫晶相中吸收了更多的紅外光，吸收的太陽能不會(huì)透射到建筑物中。

在低溫結(jié)晶相中，大多數(shù)紅外光被透射，因此可以進(jìn)入建筑物。材料開關(guān)的溫度可以通過金屬離子摻雜進(jìn)行調(diào)整，因此可以進(jìn)行調(diào)整以獲得最佳節(jié)能效果。

“最佳開關(guān)溫度約為20°C，”Buskens說。

研究人員聲稱，智能窗戶可以確保在獨(dú)立式建筑，復(fù)式和排屋中節(jié)省高達(dá)8%的能源。

“對(duì)于具有大窗戶面積的公寓，可以達(dá)到高達(dá)30%的節(jié)能效果，”他們說。“總的來說，熱致變色涂層為每平方米增加了6.00歐元（6.09美元）到7.50歐元的成本節(jié)約，目前用于新建房屋的標(biāo)準(zhǔn)低輻射玻璃。在這里，由于額外的生產(chǎn)成本低，七年內(nèi)的投資回報(bào)是可行的。

根據(jù)Buskens的說法，節(jié)能和年度成本節(jié)約取決于窗戶和建筑物的性能。 因此，這些值可能會(huì)有很大差異，我們?cè)噲D在報(bào)告中帶來一些一致性，“他說。

科學(xué)家們表示，熱致變色層壓板的材料和應(yīng)用成本在每平方米3.00歐元至5.00歐元之間。

“最終用戶的最終成本將在很大程度上取決于銷售該產(chǎn)品的玻璃公司，”Busken說。“但是，由于材料本身的成本低，并且具有巨大的潛力，因此確保了有吸引力的商業(yè)案例，同時(shí)將最終用戶的投資回報(bào)保持在可接受的水平，約為七年。 

原標(biāo)題：基于熱致變色層壓板的智能太陽能窗