智能玻璃有一个光明的未来:日光转向提供巨大的节能

垂直静态平面微镜阵列

垂直静态的SEM显微照片,平坦的微镜阵列,带有放大区域的插入。信用:Hillmer等人。

通过光学MEMS MicroShutter和微镜阵列的光调制可以提供巨大的节能。

建筑物负责占初级能源消耗的40%,占总有限公司的36%2排放。而且,正如我们所知道的,有限公司2排放触发全球变暖,海平面上升和海洋生态系统的深刻变化。用节能智能玻璃窗的建筑物的低效玻璃面积取代具有巨大的潜力,可以降低照明和温度控制的能耗。

Harmut Hillmer等德国卡塞尔大学展示了“MoEMS微镜阵列在智能窗户中为日光转向的阵风”,一篇文章在就职问题上发表光学微系统杂志

“我们的智能玻璃窗基于数百万的微镜,裸眼不可见,并根据用户行动,太阳位置,白天和季节反映入境的阳光,在建筑物内提供个性化的光学转向,”Hillmer说。

智能玻璃示范

(a)如果夏季没有使用用户,则所有镜子垂直开关,将在外面保持太阳热量。这通过最小化传热来节省巨大的能量。(b)一旦通过夏季传感器检测到用户存在,上镜打开并将日光反射到天花板区域。房间在没有用户站立的情况下保持酷,节省高能量。远离窗户的房间的一部分可以通过日光有效地照亮,节省人造光线。(c)如果在冬季没有存在用户,则通过将太阳辐射反射到壁上来打开和收获能量,其用作辐射加热器。这节省了加热的能量。(d)一旦在冬季检测到用户存在,所有镜子都会将完整的太阳辐射重定向到天花板以最大限度地减少眩光。现在,天花板充当辐射加热器,节省了加热能量。信用:Hillmer等人。

微镜阵列可侵入风,窗户清洁或任何天气条件,因为它位于填充有贵气体的窗玻璃等的空间中,例如氩气或氪气。玻璃提供免费的太阳能热量在冬季和夏季过热预防,并实现健康的自然日光,巨大的节能(高达35%),大规模的CO2减少(高达30%),以及在高层建筑中减少10%的钢铁和混凝土。

除了能源问题之外,人工灯光也对健康和福祉产生后果。各种研究已经将人工灯具与浓度缺乏,对疾病的高敏感性,干扰的生物性和失眠。通过优化房间的自然日光,智能玻璃可以减少对人工照明的依赖。

目前最先进的智能玻璃目前用于冬季或夏季优化,而且无法确保全年节能性能。需要一种可以对当地气候(日间,季节)作出反应的智能和自动技术,使用可用的阳光,调节光线和温度,并节省大量能量。

研究人员MEMS微镜阵列集成在绝缘玻璃内部,并由电子控制系统操作。镜子的方向由各个电极之间的电压控制。房间中的运动传感器检测房间中用户的数量,位置和移动。

结果包括亚MS范围内的更高的致动速度,比电致变色或液晶概念,反射代替吸收和颜色中立的功耗低40倍。进行微镜结构的快速老化测试以研究可靠性,并揭示微镜阵列的可持续性,鲁棒性和长寿。

并且具有这样的积极结果,这种智能玻璃的好处是晶体清晰的。

参考:“Moems MicroMirror阵列在智能窗口中为日光转向”,Harmut H. Hillmer,Mustaqim Siddi Que Iskhandar,Muhammad Kamrul Hasan,Sapida Akhundzada,Basim Al-Qargholi和Andreas Tatzel,1月2021年1月26日,光学微系统杂志
DOI:10.1117 / 1.JOM.1.1.014502

1条评论在“智能玻璃有一个光明的未来:日光转向提供巨大的节能”

  1. 小型化甚至可以延伸到威尼斯百叶窗!谁?!

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