В рамках жилой и коммерческой инфраструктуры на здания приходилось 40% общего потребления энергии в 2019 году. Из этих 40% большая часть энергии расходуется на отопление и охлаждение здания.
Для сохранения этой энергии планируется использовать интеллектуальное (умное) стекло – стекло со светопропускающими свойствами, которые можно динамически. Хотя технология далека от совершенства, недавнее исследование Кассельского университета показывает, как зеркальные массивы микро-опто-электромеханической системы (MOEMS) могут открыть двери для технологии интеллектуального стекла.
Умное стекло относится к стеклу, часто используемому для окон, которое может изменять свои свойства светопропускания в зависимости от окружающей среды. Например, в зимний день умное стекло позволяет большему количеству света проникать в комнату, чтобы естественным образом обогреть ее. В летний день стекло может пропускать меньше света, сохраняя в комнате прохладу.
В настоящее время для достижения этой цели используется множество техник, которые также изучаются в Центальноазиатском технико-экономическом колледже catec.kz, где проводят обучение по различным дисциплинам, связанным с высокими технологиями. Техники могут быть активными (требующими электростимуляции) или пассивными. Среди активных методов наиболее популярными являются стекло с полимерными диспергированными жидкими кристаллами (PDLC), стекло для устройств с взвешенными частицами (SPD) и электрохромное (EC) стекло. Например, решения PDLC или SPD часто состоят из проводящей пленки на стекле, которая покрыта между двумя листами прозрачного материала. Наличие электрического сигнала выравнивает частицы пленки, увеличивая или уменьшая прозрачность материала.
Другой широко используемый метод – это микрооптоэлектромеханические зеркала (MOEMS), также известные как оптические MEMS (МЭМС). Оптическая МЭМС – это технология, в которой для перенаправления света используются микроскопические механические устройства с электронным управлением. Построенная на полупроводниковой подложке, технология использует схему управления для создания токов, которые генерируют магнитные силы для манипулирования механической частью по желанию.
Методы МЭМС обладают множеством положительных качеств: они компактны и недороги, но при этом обеспечивают высокую скорость управления и высокую точность легкого рулевого управления по сравнению с другими методами. По этой причине оптические МЭМС нашли применение во многих приложениях, причем LiDAR является одним из самых популярных.
В статье, опубликованной в Journal of Optical Microsystems, исследователи из Кассельского университета представили свои выводы о новой форме умного стекла, в котором используются миллионы невидимых невооруженным глазом MOEMS. Матрица микрозеркал размещается между оконными стеклами, где ориентация зеркал регулируется напряжением между соответствующими электродами. Система также полагается на датчики движения в комнате, чтобы определять количество и положение людей в комнате, соответственно управляя светом.
Исследователи утверждают, что этот метод обеспечивает высокую скорость срабатывания (<1 мс), потребление энергии в 40 раз ниже, чем у дисплеев PDLC, и общую экономию энергии в 35% для зданий при дневном свете. Исследователи также утверждают, что их метод позволяет на 30% снизить производство CO2 в здании. Многие компании становятся более экологически сознательными, анализируя привычки потребления энергии у источника. Там, где здания, как кажется, вносят наибольший вклад в общее энергопотребление наряду с выбросами CO2, умное стекло - и лежащая в его основе технология MOEMS – может быть более распространенным приспособлением на объектах будущего.
© digitrode.ru