قريباً: نوافذ ذكية تولد الكهرباء

نوافذ ذكية أكثر ذكاء

قام باحثون من معهد أبحاث الإلكترونيات والفيزياء التطبيقية، في جامعة ميريلاند، بتصميم نوافذ ذكيةقادرة على استخلاص الطاقة الشمسية، إضافة إلى حجب وتمرير الضوء باستخدام مفتاح. لا تعتمد النافذة الشمسية الذكية على الطاقة الشمسية لتزويد نفسها بالطاقة فقط، بل تقوم أيضاً بتخزينها لتزويد أجهزة أخرى بالكهرباء.

تعتمد هذه التكنولوجيا على شبكة بوليميرية مشبعة بقطيرات ميكروية من البلورات السائلة، وطبقة من السيليكون كما في الخلايا الشمسية، ويوضع كل هذا بين لوحين زجاجيين.

عندما يتم إطفاؤها، تقوم البلورات السائلة ببعثرة الضوء، فتصبح النافذة عاتمة ويمتص السيليكون الطاقة الشمسية، والتي ستستخدمها النافذة لاحقاً. وتعدل البلورات السائلة نفسها عندما يتم تزويدها بالطاقة، فتسمح للضوء بالمرور.

التحكم بالخصوصية والفعالية في الطاقة

ما يميز هذه النافذة هو أنها تبقى عاتمة من زوايا معينة، حتى لو كانت في وضعية التشغيل. مما يعني امتصاص بعض الضوء، وقيام النافذة بالشحن الجزئي مع السماح بنفاذ الضوء جزئياً في نفس الوقت، مما يرفع من قدرة النافذة على امتصاص الضوء، وفعاليتها.

يمكنك أن ترى كيفية عمل النافذة في الفيديو التالي:

تمنح إمكانية تشغيل وإطفاء النافذة للمستخدمين القدرة على التحكم ليس بدرجة الحرارة فحسب، بل بدرجة الخصوصية أيضاً، على عكس ما يوجد حالياً من النوافذ الشمسية الذكية التي تعمل بالطاقة الشمسية، والتي "تقرر" بنفسها متى تحجب الضوء ومتى تسمح بدخوله. أي أنه لم يعد هناك داع لاستخدام الستائر.

إضافة إلى ما سبق، فإن اعتماد هذه الآلية لتوفير الطاقة قد يحدث ثورة في الكثير من الأجهزة البصرية الكهربائية: "تشكل القدرة على التحكم كهربائياً بالشفافية وتبعثر الضوء أمراً مهماً للكثير من الأدوات الكهربائية البصرية، ولكن هذه الميزة تأتي عادة مع مقدار إضافي غير مرغوب من الامتصاص البصري وهدر الطاقة".

تتطلب النافذة الشمسية الذكية الجديدة أيضاً مقداراً صغيراً للغاية من الطاقة لكي تعمل: أي ما يقارب 13 نانومتراً من السيليكون غير المتبلور. وقد تم نشر هذه الدراسة التي مولتها ناسا في مجلة ACS Photonics.