Revestimento de janela inovador isola calor e gera eletricidade

• Uma técnica única de revestimento de janelas pode melhorar a eficiência energética de uma residência média. 
• Os fotovoltaicos semitransparentes são películas leves e coloridas capazes de transformar janelas em isolantes térmicos e geradores de eletricidade. 

A tendência de edifícios ecológicos, muitas vezes referidos como edifícios verdes, aumentou a popularidade de revestimentos de janelas avançados que mantêm baixos os custos de arrefecimento ou aquecimento, bloqueando a radiação desnecessária da luz solar.

A prática da construção verde complementa as preocupações tradicionais do projeto de construção em termos de utilidade, durabilidade, economia e conforto. Eles inspiraram engenheiros e pesquisadores a desenvolver células solares finas e transparentes que poderiam transformar janelas em pequenos geradores de eletricidade.

Não seria incrível se esses dois recursos pudessem ser combinados em um material compatível com janelas? Agora, uma equipe de engenheiros de materiais na China conseguiu o mesmo. Eles construíram uma técnica de revestimento única para melhorar a eficiência energética de uma residência média.

Fotovoltaica orgânica semitransparente

As folhas de janelas comerciais com controle de calor são feitas de silício fotovoltaico, que são aplicadas no exterior ou interior da janela de vidro para diminuir a quantidade de luz visível, ultravioleta e infravermelha da luz solar. No entanto, eles não apresentam um ótimo desempenho devido ao seu peso e aparência opaca.

Em vez de apenas aplicar o revestimento das janelas com células solares transparentes, os cientistas construíram fotovoltaicos semitransparentes:são películas leves e coloridas capazes de transformar janelas em isolantes de calor e geradores de eletricidade.

Eles introduziram ainda o refletor Bragg distribuído na parte superior da folha de silício para refletir seletivamente a luz infravermelha próxima, mantendo uma transparência decente para os comprimentos de onda visíveis. Isso maximiza o isolamento térmico sem sacrificar a geração de eletricidade e as propriedades ópticas da energia fotovoltaica orgânica.

Referência:ScienceDirect | doi:10.1016/j.joule.2018.06.006

Ele filtra os comprimentos de onda infravermelhos (responsáveis pelo aquecimento), ao mesmo tempo que deixa passar a luz visível e coleta energia dos raios infravermelhos próximos vindos do Sol.

Fotovoltaica orgânica semitransparente multifuncional 

A energia fotovoltaica orgânica semitransparente é capaz de gerar mais de 6% de eficiência de conversão de energia com 25% de alta transmissão de luz visível e mais de 80% de taxa de rejeição de radiação infravermelha.

Resultados esperados

De acordo com os investigadores, a instalação de janelas equipadas com propriedades duplas de isolamento térmico e de produção de electricidade poderia reduzir a dependência de uma família média das fontes de electricidade em mais de 50 por cento.

Os pesquisadores também demonstraram que essas fotovoltaicas orgânicas podem ser fabricadas em substratos plásticos finos, como naftalato de polietileno. Em comparação com a energia fotovoltaica à base de vidro, os dispositivos flexíveis à base de naftalato exibem um valor de fator de preenchimento reduzido devido à menor transmitância e à maior resistência da folha de substratos de naftalato de polietileno. No entanto, a eficiência de conversão de energia e a transmitância visível média ainda foram mantidas em 6% e 23%.

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A eficiência pode ser melhorada ainda mais usando a melhor energia fotovoltaica orgânica disponível. Esses materiais de revestimento de janelas ainda estão em sua infância, mas os pesquisadores acreditam que em breve abrirão novas portas para uma variedade de aplicações.