Windows Teknologi Tinggi Baru Memotong Penggunaan Energi Bangunan sebesar 20%

Jendela elektrokromik dual-band baru meningkatkan efisiensi energi dengan mengendalikan cahaya dan panas, mengurangi penggunaan energi hingga 20%. Ini tahan lama, dapat diukur, dan mengungguli jendela konvensional, menawarkan solusi yang menjanjikan untuk bangunan berkelanjutan.

Ketika konsumsi energi global terus meningkat, bangunan menyumbang sekitar 40% dari total penggunaan energi, dengan hampir setengah didedikasikan untuk pemanasan dan pendinginan. Windows, sebagai antarmuka utama untuk pertukaran energi antara lingkungan indoor dan outdoor, berkontribusi pada 20-40% dari kehilangan energi. Untuk mengatasi hal ini, pengembangan jendela pintar yang hemat energi yang meminimalkan konsumsi energi sambil menjaga cahaya alami dan estetika telah menjadi fokus penting dalam desain bangunan yang berkelanjutan.

Sebuah tim peneliti dari Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, yang dipimpin oleh Prof. Shengliang Zhang, telah memperkenalkan jendela elektrokromik dual-band fleksibel yang inovatif. Inovasi ini mengintegrasikan penyimpanan energi dan secara signifikan meningkatkan efisiensi energi dengan memungkinkan kontrol yang tepat atas radiasi cahaya yang terlihat dan dekat-inframerah (NIR). Dibandingkan dengan jendela konvensional, teknologi canggih ini dapat mengurangi konsumsi energi bangunan hingga 20%, menawarkan solusi yang menjanjikan untuk arsitektur berkelanjutan.

Teknologi dan kinerja inti

Inti dari jendela inovatif ini terletak pada w -nya₁₈HAI₄₉ Struktur nanowire, yang memungkinkan kontrol yang tepat atas modulasi optik baik dalam spektrum yang terlihat dan NIR. Perangkat elektrokromik ganda-band (DBED) ini memberikan rentang modulasi optik yang luar biasa (73,1% untuk cahaya yang terlihat, 85,3% untuk NIR) dan umur panjang yang luar biasa, dengan kerugian kapasitas minimal setelah 10.000 siklus (3,3%). Selain itu, ia menawarkan efisiensi pemulihan energi 51,4%, di mana energi yang dikonsumsi selama proses pewarnaan didaur ulang, mengurangi konsumsi energi bersih secara keseluruhan.

Saat diintegrasikan ke dalam bangunan, perangkat tidak hanya mengoptimalkan regulasi termal tetapi juga menunjukkan kinerja yang sangat baik di berbagai zona iklim. Menurut simulasi EnergyPlus, DBED mengungguli kaca konvensional-emisivitas rendah di sebagian besar iklim global, memberikan penghematan energi yang substansial. Kemampuannya untuk memodulasi cahaya dan memanaskan secara selektif di beberapa panjang gelombang memastikan pengurangan energi yang signifikan untuk pemanasan dan pendinginan.

Skalabilitas dan potensi masa depan

Fleksibilitas dan skalabilitas perangkat, ditambah dengan modulasi optik yang tinggi dan kemampuan pemulihan energi, menghadirkan langkah maju yang signifikan dalam pengembangan bahan bangunan berkelanjutan. Para peneliti juga telah menunjukkan bahwa perangkat dapat diskalakan ke ukuran besar tanpa mengorbankan kinerja, menawarkan potensi yang menjanjikan untuk adopsi luas dalam bangunan hemat energi.

Terlepas dari keberhasilannya, tantangan tetap dalam hal produksi massal dan efisiensi biaya. Penelitian di masa depan akan fokus pada peningkatan stabilitas material dan mengintegrasikan teknologi lebih mulus ke dalam sistem arsitektur yang ada. Selain itu, mengoptimalkan desain untuk aplikasi pasar massal dapat membuka jalan bagi generasi berikutnya dari jendela pintar hemat energi.

Singkatnya, perangkat elektrokromik baru ini menyajikan solusi inovatif untuk jendela pintar, menggabungkan efisiensi energi, fleksibilitas, dan penyimpanan energi untuk mendefinisikan kembali masa depan teknologi bangunan yang berkelanjutan. Ketika penelitian lebih lanjut membuka potensi penuhnya, ia dapat menetapkan standar baru dalam arsitektur cerdas, menawarkan jalur ke bangunan yang lebih berkelanjutan dan hemat energi di seluruh dunia.

Referensi: “Perangkat elektrokromik dual-band bifungsional yang efisien dan fleksibel yang diintegrasikan dengan penyimpanan energi” oleh Zekun Huang, Yutao Peng, Jing Zhao, Shengliang Zhang, Penglu Qi, Xianlin Qu, Fuqiang Yan, Bing Ding, Yimin Xuan dan Xiaogang Zhang, 27 Desember, 27 Desember, Bing Ding, Yimin Xuan, dan Xuan Zhang, Bing Ding, 27 Don. Huruf nano-micro.
Doi: 10.1007/s40820-024-01604-0