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Cómo el vidrio de ventana se está volviendo más inteligente
Tecnologías de heliotropo , una startup en etapa inicial que actualmente se está incubando en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, puede haber encontrado la clave para ofrecer la primera ventana inteligente rentable. La compañía ha desarrollado un compuesto de vidrio relativamente económico con la capacidad sin precedentes de bloquear selectivamente la radiación infrarroja del sol que produce calor, así como la luz visible. Los edificios equipados con este tipo de vidrio podrían ser más eficientes energéticamente.
Vidrio más inteligente: Una investigación reciente dirigida por los cofundadores de Heliotrope demostró el primer vidrio electrocrómico que puede teñirse de manera reversible y también bloquear la radiación infrarroja mientras es transparente.
La empresa recientemente Anunciado que comenzaría a enviar muestras a los grandes fabricantes de vidrio para evaluar su potencial para edificios comerciales y residenciales. Su objetivo es producir su primer producto en tres años.
Muchos expertos ven la tecnología emergente de ventanas inteligentes o dinámicas, que utilizan vidrio cuya transmitancia de radiación solar se puede cambiar bajo demanda aplicando calor (termocrómico), luz (fotocromática) o electricidad (electrocrómico), como una forma prometedora de frenar el Consumo de energía para refrigeración e iluminación de edificios. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables ha estimado que el uso generalizado de la tecnología podría disminuir el uso de energía en los EE. UU. en aproximadamente un 5 por ciento. Sin embargo, el mercado de los vidrios inteligentes sigue siendo minúsculo y se limita principalmente a aplicaciones de nicho como los espejos retrovisores tintables en los automóviles. La demanda de ventanas inteligentes es baja porque los costos iniciales son prohibitivamente altos para la mayoría de los compradores potenciales.
Dos empresas, Vista y Electrocrómica de salvia , han tomado la delantera en la industria incipiente. Este último fue adquirido recientemente por un importante fabricante de vidrio, Saint-Gobain. Pero los productos de primera generación que fabrican estas empresas modulan principalmente la luz visible, y cualquier pequeña variación en su capacidad para bloquear la radiación infrarroja (IR) solo puede ocurrir al mismo tiempo que la luz visible también se bloquea, dice Delia Milliron , cofundador de Heliotrope, director científico de la empresa y científico de planta de LBNL. No hay separación en función del voltaje que tenemos en nuestros materiales.
El grupo de Milliron en LBNL publicó un artículo el mes pasado en Naturaleza en el que describió un nuevo material compuesto de vidrio que puede teñirse reversiblemente y puede bloquear la radiación infrarroja sin dejar de ser transparente, la primera demostración de vidrio que permitió un control independiente sobre la transmitancia de la luz visible y la radiación IR. De hecho, el nuevo material puede cambiar entre tres modos: completamente transparente, transparente pero bloqueando la radiación IR y bloqueando tanto la radiación visible como la IR, de acuerdo con la cantidad de voltaje aplicado. Y una vez que el vidrio ha cambiado, ya no es necesario pasar corriente a través de él.
Una ventana electrocrómica funciona esencialmente como una batería recargable transparente. Dos piezas de vidrio conductor intercalan un material electrolítico y los cambios en la transmitancia del vidrio se producen en respuesta a la carga y descarga electroquímicas.
En el diseño demostrado por el grupo de Milliron, el nuevo composite, hecho de nanocristales de óxido de indio y estaño incrustados en vidrio de óxido de niobio, se deposita en un lado y sirve como electrodo; otro electrodo se coloca en el lado opuesto del electrolito. La aplicación de un voltaje moderado hace que los nanocristales se carguen electrónicamente, lo que a su vez provoca que la radiación IR sea absorbida y bloqueada. La aplicación de un voltaje algo mayor hace que el vidrio de óxido de niobio se reduzca electroquímicamente, lo que da como resultado un tinte. Finalmente, otro voltaje modesto hace que el vidrio vuelva a ser completamente transparente.
Si bien Heliotrope no está utilizando los materiales exactos empleados en la investigación publicada de Milliron, las composiciones patentadas de la compañía son similares a las que ha demostrado su grupo, dice el cofundador y presidente Jason Holt.
La nueva y poderosa funcionalidad del material de Heliotrope ni siquiera es su característica distintiva más importante, al menos a corto plazo, según Holt. Creo que lo que realmente va a expandir el mercado de ventanas inteligentes es un producto que sea mucho más barato que el que existe.
Los productos que están haciendo View y Sage son aproximadamente el doble de caros por pie cuadrado para el usuario final en comparación con una típica ventana estática de doble panel, dice. Dado que el material de Heliotrope se puede fabricar utilizando técnicas de deposición en solución de relativamente bajo costo y no requiere las técnicas de deposición al vacío más costosas que generalmente se usan para fabricar electrocrómicos, Holt cree que la empresa puede eventualmente fabricar productos con precios más acordes con los de la norma. Ventanas de doble acristalamiento. Ahí es donde debe estar si desea comenzar a verlos como productos de eficiencia energética y someterlos a métricas de recuperación de la energía y cosas por el estilo.
Los productos de vidrio inteligente actuales son tan caros, y el período de recuperación de la inversión para ellos es tan largo, que comprar vidrio inteligente simplemente sobre la base de su eficiencia energética no es algo que realmente esté sucediendo hoy, dice Eric Bloom, analista senior de Navigant Research que recientemente escrito un informe centrado en el mercado del vidrio inteligente. De hecho, durante los próximos años, a medida que Sage y View aumenten su capacidad de fabricación, es probable que el mercado sea impulsado principalmente por compradores que pueden permitirse comprar vidrio inteligente simplemente porque es genial, dice Bloom. Sin embargo, los costos están bajando y, desde una perspectiva de ahorro de energía, dice, el caso comercial del vidrio inteligente parecerá mucho más convincente en unos cinco años.
Por ahora, Heliotrope se centrará en adaptar su tecnología de fabricación para hacer prototipos medidos en pies cuadrados en lugar de pulgadas cuadradas. Si todo sale según lo planeado, dice Holt, la compañía fabricará dispositivos de factor de forma pequeño, tal vez del tamaño de una claraboya, en aproximadamente dos años y medio.