Công nghệ kính thông minh giúp tiết kiệm chi phí năng lượng

22/07/2023

Các nhà nghiên cứu của Đại học Kỹ thuật Toronto đã phát triển một hệ thống độc đáo có thể giảm chi phí năng lượng cho các tòa nhà bằng cách tối ưu hóa bước sóng, cường độ và sự phân tán ánh sáng truyền qua cửa sổ.

Các tòa nhà thường sử dụng rất nhiều năng lượng để sưởi ấm, làm mát và chiếu sáng không gian bên trong. Nếu kiểm soát được nhiệt lượng từ ánh sáng mặt trời xuyên qua cửa sổ có thể giảm đáng kể khối lượng công việc cho các thiết bị sưởi ấm và hệ thống chiếu sáng.

Do đó, nhóm nghiên cứu của Đại học Kỹ thuật Toronto (Canada) đã cho ra đời công nghệ điều chỉnh độ mờ của kính trên các cửa sổ quang điện hiện có, công nghệ mới này có thể kiểm soát lượng ánh sáng mặt trời xuyên qua cửa sổ, giúp kính chặn một phần quang phổ nhìn thấy được của ánh sáng mặt trời, giữ cho căn phòng không quá sáng; cùng với quang phổ hồng ngoại, giữ cho căn phòng không bị quá nóng. Công nghệ này được gọi là cửa sổ chất lỏng.

Nguyên mẫu cửa sổ được thiết kế và chế tạo tại Đại học Kỹ thuật Toronto chứa các rãnh với chất lỏng có đặc tính quang học khác nhau

Nguyên mẫu bao gồm các tấm nhựa phẳng được thấm các rãnh dày hàng milimet mà chất lỏng có thể được bơm qua đó. Chất lỏng có thể bao gồm các sắc tố, hạt hoặc phân tử khác tùy chỉnh để kiểm soát loại ánh sáng đi qua và hướng phân bố. Các tấm này có thể được kết hợp thành một ngăn xếp nhiều lớp, với mỗi lớp chịu trách nhiệm về các chức năng khác nhau như kiểm soát cường độ, lọc bước sóng hoặc điều chỉnh sự tán xạ của ánh sáng truyền qua trong nhà.

Thiết kế này lấy cảm hứng trực tiếp từ một số loài mực có da chứa các lớp cơ quan chuyên biệt xếp chồng lên nhau, bao gồm tế bào sắc tố kiểm soát sự hấp thụ ánh sáng và tế bào iridophore tác động đến phản xạ và ánh kim. Các yếu tố này hoạt động song song để tạo ra "hành vi quang học độc đáo".

Các nhà khoa học ước tính rằng, nếu xây dựng các mô hình máy tính chi tiết dựa trên hiệu suất của nguyên mẫu thì ngay cả khi cửa sổ lỏng chỉ được sử dụng để điều chỉnh sự truyền ánh sáng hồng ngoại, một tòa nhà sử dụng năng lượng sưởi ấm, làm mát và chiếu sáng sẽ ít hơn khoảng 25% mỗi năm. Nếu các cửa sổ cũng được sử dụng để kiểm soát ánh sáng và cả nhiệt độ, thì con số đó sẽ tăng lên khoảng 50%.

Minh Khuê biên dịch (Nguồn: Interesting Engineering)

Cùng chuyên mục

Tiêu chuẩn ISO 50001 cải tiến hiệu suất và tiêu thụ năng lượng cho doanh nghiệp

20/11/2024

Công nghệ tiết kiệm năng lượng cho trung tâm dữ liệu 11/10/2024

Công ty khởi nghiệp trung tâm dữ liệu có trụ sở tại Singapore, Sustainable Metal Cloud (SMC), đối tác của NVIDIA và Deloitte, đã ra mắt một hệ thống làm mát ngâm được cho là cắt giảm 50% mức tiêu thụ năng lượng và giảm 28% chi phí lắp đặt so với các hệ thống làm mát bằng chất lỏng truyền thống. Công ty hiện đang hoạt động tại Úc, Ấn Độ và Đức, và sắp tới có kế hoạch mở rộng sang thị trường châu Á.
Vật liệu thông minh tiết kiệm năng lượng 03/10/2024

Mới đây, các nhà nghiên cứu đã phát triển một vật liệu thông minh giúp nâng cao hiệu quả năng lượng làm mát không gian nhà ở. Vật liệu mới có tuổi thọ ước tính lên đến 60 năm và có chi phí thấp hơn so với vật liệu tương tự hiện có trên thị trường.
Vải thông minh chuyển nhiệt cơ thể thành năng lượng 27/09/2024

Loại vải mới do nhóm nghiên cứu Waterloo phát triển có thể chuyển đổi nhiệt độ cơ thể và năng lượng mặt trời thành điện, cho phép hoạt động liên tục mà không cần nguồn điện bên ngoài.
Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng 27/09/2024

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc hóa dầu - Bộ Công Thương đã nghiên cứu thành công phụ gia ECOAL giúp tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng thông qua việc tiết giảm chi phí năng lượng và giảm phát thải khí ô nhiễm cho cho lò đốt trong công nghiệp sử dụng than.
Tủ lạnh tích hợp AI giúp người tiêu dùng tiết kiệm năng lượng 25/09/2024

Samsung ra mắt sản phẩm tủ lạnh mới có hiệu quả tiết kiệm năng lượng vượt trội so với các sản phẩm tủ lạnh trên thị trường. Sản phẩm có công nghệ máy nén biến tần AI, Đặc biệt, việc áp dụng Chế độ năng lượng AI của ứng dụng SmartThings giúp giảm thêm mức tiêu thụ năng lượng tới 10%.
Điện mặt trời áp mái giúp Sở Khoa học và Công nghệ Khánh Hoà tiết kiệm điện 19/09/2024

Đề tài “Ứng dụng mô hình điện mặt trời áp mái tại trụ sở các cơ quan quản lý nhà nước tỉnh Khánh Hòa” do Thạc sĩ Lê Xuân Hải - Trung tâm Thông tin và ứng dụng Khoa học và Công nghệ (KH-CN), Sở KH-CN Khánh Hoà làm chủ nhiệm được đánh giá đã giải quyết bài toán tiết giảm điện năng tiêu thụ của các cơ quan nhà nước trên địa bàn tỉnh, cụ thể hóa mục tiêu giảm phát thải nhà kính về 0 theo chủ trương của Đảng và Nhà nước.
ISO 50001 – công cụ đắc lực cho tổ chức, doanh nghiệp duy trì hệ thống quản lý năng lượng 30/07/2024

ISO 50001 được phát triển dựa trên mô hình hệ thống quản lý cải tiến liên tục. Mô hình này đã được sử dụng cho các tiêu chuẩn nổi tiếng khác như ISO 9001 hoặc ISO 14001. Điều này giúp các tổ chức dễ dàng tích hợp quản lý năng lượng vào các nỗ lực chung của họ để cải thiện chất lượng và quản lý môi trường.