В Германии ученые из Йенского университета имени Фридриха Шиллера представили прототип стекла, которое может затемняться и обогревать помещения.
На сегодня до 40% всех расходов на энергию в ЕС приходится на обогрев, охлаждение, кондиционирование воздуха и освещение зданий. Одно из решений — проект энергоэффективных оконных стекол Large-Area Fluidic Windows (LaWin), которым с 2015 года занимается группа исследователей из Йенского университета. Окно позволяет затемнять стекло с помощью кнопки, а его поверхность собирает тепловую энергию солнечных лучей. Достигается это за счет внедрения в стекло специальной жидкости.
Ключевой особенностью проекта является использование жидкостей в окнах и фасадах, например, в качестве теплоносителей или для обеспечения дополнительных функций. С этой целью разрабатываются новые стеклянные материалы, которые используются для циркуляции функциональных жидкостей. В последних прототипах в жидкость добавляются наночастицы железа, которые могут быть извлечены с помощью магнита.
В зависимости от количества частиц железа в жидкости сама жидкость приобретает разные оттенки серого или вовсе становится черной. В результате, можно контролировать освещение и собирать солнечное тепло, которое потом можно использовать для обогрева помещения.
Известно, что эффективность системы сопоставима с традиционными солнечными тепловыми установками, но может быть легко интегрирована в фасад здания. Также окнам не требуется подключение электричества.
Ключевым моментом является разработка экономичных стеклянных модулей большого размера. Они должны не только вместить специальные каналы для жидкости, но и не ломаться на протяжении всего срока службы здания и соответствовать строительным нормативам. Ученые смогли продемонстрировать на прототипах площадью 200 квадратных метров, что эти требования могут быть выполнены.
В 2015—2017 годах проект получил грант в размере €5,9 млн от ЕС в рамках программы «Горизонт-2020» и €2,2 млн от 11 промышленных компаний.