نوافذ ذكية تُنتج الطاقة وتقلل الاستهلاك أربعة أضعاف

أبوظبي: ميثا الانسي
طور فريق من الباحثين في قسم الهندسة الميكانيكية والنووية في جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا بأبوظبي، بإشراف الدكتور محمد حسن علي، نافذة متعددة الوظائف تسهم في تحقيق الاستفادة الكاملة من الطيف الشمسي وتحسين مستويات إنتاج الطاقة وتقليل استهلاكها بهدف تكييف الهواء وتعزيز استقرار الأداء الحراري وتوفير الراحة داخل الأماكن المغلقة.

واختبر أعضاء الفريق البحثي، نافذتهم المبتكرة في ظروف جوية قاسية، وأظهرت «أداءً استثنائياً»، وتتيح النوافذ متعددة الوظائف حلاً تحولياً للتحدي المتمثل في تسبب النوافذ منعدمة الكفاءة في خسائر هائلة أثناء التسخين والتبريد، خاصة أن المباني تستأثر وحدها بما يزيد على ثلث استخدام الطاقة على مستوى العالم، وتُعَد هذه النوافذ متعددة الوظائف وسيلة مبتكرة، حيث تجمع بين الألواح الشمسية ومرشحات سائلة متطورة لإنتاج كلٍ من الكهرباء والحرارة وتوفير الضوء وتحسين مستويات العزل الحراري في الأماكن المغلقة، على نحو يحول النوافذ إلى أغلفة توفر الطاقة للمباني.
وقال الدكتور محمد حسن علي: «تُعَد هذه النوافذ بمثابة قفزة نوعية في تصميم المباني الخضراء، حيث إنها لا توفر الطاقة فحسب، وإنما تُنتجها على نحو نشط مع العمل في الوقت نفسه على تحسين مستويات الشعور بالراحة في الأماكن المغلقة».
وأوضحوا أن الخلايا الكهروضوئية شبه الشفافة، تستفيد من ضوء الشمس في إنتاج الكهرباء وتقوم المرشحات السائلة بامتصاص الحرارة غير المرغوبة وتسمح بنفاذ الضوء، وتسهم هذه العناصر جميعها في تحقيق التوازن بين عملية إنتاج الطاقة من جانب ومستويات الشعور بالراحة في الأماكن المغلقة من جانب آخر، كما تقلل الطلب على التسخين والتبريد والإضاءة في المباني.
وأظهرت عمليات المحاكاة والتجارب أن النوافذ متعددة الوظائف تفوق في أدائها النوافذ التقليدية، وتتيح كفاءة أكبر في استهلاك الطاقة في الظروف المناخية الحارة على نحو يصل إلى أربعة أضعاف، كما تعمل على استقرار مستويات الحرارة داخل البيوت وتقلل اكتساب حرارة الشمس وتحسن مستويات استخدام ضوء النهار، ما يجعل منها خياراً مثالياً للمباني المرتفعة والتصاميم القائمة على خفض استهلاك الطاقة إلى الصفر.
قال الدكتور محمد حسن علي: «يقربنا هذا الابتكار من تنفيذ رؤيتنا المتعلقة بتطوير مبانٍ متوازنة في إنتاج واستهلاك الطاقة، حيث لا تقتصر أهميته على الاستفادة من الطاقة الشمسية، وإنما تشمل تحويل كل نافذة إلى أداة للاستدامة».

المصدر: صحيفة الخليج