Une nouvelle recherche présente une conception de fenêtre intelligente adaptable qui peut chauffer ou refroidir une maison

Des fenêtres qui déjouent les éléments

Les fenêtres intelligentes fabriquées sont affichées dans les deux états, montrant que la lumière visible transmise change très peu. Crédit : Youngblood Photonics Lab

Les propriétaires savent que le type de fenêtres d’une maison contribue grandement à l’efficacité du chauffage et de la climatisation. Et c’est un gros problème : le maintien des températures intérieures consomme de grandes quantités d’énergie et représente 20 à 40 % des budgets énergétiques nationaux dans les pays développés.

Une nouvelle recherche de l’Université de Pittsburgh et de l’Université d’Oxford va encore plus loin avec les fenêtres écoénergétiques en proposant une nouvelle conception de « fenêtres intelligentes » qui récolterait l’énergie du soleil en hiver pour réchauffer la maison et la refléter en été pour la conserver. cool. Le travail a été récemment publié dans la revue ACS Photonique et financé dans le cadre de la collaboration EPSRC Wearable and Flexible Technologies.

« L’innovation majeure est que ces fenêtres peuvent changer en fonction des besoins saisonniers », a expliqué Nathan Youngblood, professeur adjoint de génie électrique et informatique à Pitt et premier auteur. « Ils absorbent la lumière infrarouge proche du soleil en hiver et la transforment en chaleur pour l’intérieur d’un bâtiment. Pendant les mois d’été, le soleil peut être réfléchi au lieu d’être absorbé. »

Le film est constitué d’un empilement optique de matériaux de moins de 300 nanomètres d’épaisseur, avec une couche active très fine constituée de matériaux à « changement de phase » capables d’absorber les longueurs d’onde invisibles de la lumière du soleil et de l’émettre sous forme de chaleur. Ce même matériau peut être « commuté » de manière à détourner ces longueurs d’onde de la lumière à la place.

« Il est important de noter que la lumière visible est transmise de manière presque identique dans les deux états, vous ne remarquerez donc pas le changement dans la fenêtre », a noté Youngblood. « Cette considération esthétique est essentielle pour l’adoption de technologies vertes. »

Le matériau pourrait même être ajusté de sorte que, par exemple, 30 pour cent du matériau détourne la chaleur tandis que 70 pour cent l’absorbe et l’émet, permettant un contrôle plus précis de la température.

Harish Bhaskaran, professeur au département des matériaux d’Oxford, qui a dirigé la recherche ainsi que le consortium WAFT, a déclaré : « Ici, nous exploitons le réglage de la façon dont les longueurs d’onde invisibles sont transmises ou réfléchies pour moduler la température. Ces idées se sont concrétisées avec l’aide de notre longue -collaborateurs industriels de premier plan, et sont le fruit d’une recherche de longue haleine. »

Les chercheurs estiment que l’utilisation de ces fenêtres, y compris l’énergie nécessaire pour contrôler le film, permettrait d’économiser de 20 à 34 % d’énergie par an par rapport aux fenêtres à double vitrage que l’on trouve généralement dans les maisons.

Afin de créer et de tester leurs prototypes, les chercheurs ont travaillé avec Bodle Technologies, une société spécialisée dans les films réfléchissants ultra-minces pouvant fonctionner comme des écrans en contrôlant la couleur et la lumière, ainsi qu’avec Eckersley O’Callaghan, un leader de l’ingénierie et de l’architecture entreprise, et Plasma App, une société de films minces.

« Ce travail démontre encore une autre application optoélectronique intéressante des matériaux à changement de phase avec le potentiel d’améliorer considérablement notre vie quotidienne », a déclaré Peiman Hosseini, PDG de Bodle Technologies. « La commercialisation de panneaux de verre à faible émissivité réglables à base de PCM a encore un certain nombre de défis importants à surmonter ; cependant, ces résultats préliminaires prouvent que le long chemin de développement à venir est certainement justifié. Je pense que cette technologie devrait faire partie de tout avenir approche politique holistique de la lutte contre le changement climatique. »


Revêtements à changement de couleur déclenchés par les changements de température


Plus d’information:
Nathan Youngblood et al, Revêtement optique à faible émissivité reconfigurable utilisant des matériaux à changement de phase ultrafins, ACS Photonique (2021). DOI : 10.1021/acsphotonics.1c01128

Fourni par l’Université de Pittsburgh

Citation: Une nouvelle recherche présente une conception de fenêtre intelligente adaptable qui peut chauffer ou refroidir une maison (2022, 5 janvier) récupérée le 5 janvier 2022 à partir de https://techxplore.com/news/2022-01-smart-window-cool-house.html

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