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Cientistas chineses criaram uma janela fotovoltaica de silício capaz de gerar energia solar e regular a temperatura interna, prometendo maior eficiência energética para residências e edifícios.
A energia fotovoltaica está transformando o setor da construção civil, e novas inovações surgem frequentemente. Um exemplo recente vem de cientistas da Universidade de Hunan, na China, que desenvolveram uma janela solar inteligente. O estudo foi divulgado pela revista Science Direct.
Essa tecnologia não apenas produz eletricidade sem carbono, mas também atua como proteção solar, trazendo eficiência energética e conforto para edifícios.
Componentes inovadores da janela fotovoltaica de silício
Essa janela inteligente combina diversas camadas e materiais avançados. Entre seus elementos estão um transparente, células fotovoltaicas de silício, uma cavidade preenchida com gás argônio, um filme eletrocrômico e uma folha de vidro de baixa emissividade (Low-E).
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O vidro Low-E reduz a perda de calor no inverno, enquanto o gás argônio melhora o isolamento térmico.
Já as células fotovoltaicas, dispostas em tiras de 3 mm atrás do vidro transparente, garantem alta captação de luz solar, com uma eficiência de conversão de energia estimada em 11,8%. Esse design combina funcionalidade estética e sustentabilidade.
Controle de luz e calor com filme eletrocrômico
O filme eletrocrômico é o diferencial dessa tecnologia. Ele é formado por camadas que reagem à aplicação de voltagem elétrica.
Em estado normal, o filme é transparente, permitindo a entrada de luz. Quando uma tensão é aplicada, íons de lítio se movimentam e reagem com o trióxido de tungstênio, tornando o filme opaco. Esse processo bloqueia parte da radiação solar, ajudando a evitar superaquecimento nos meses mais quentes.
O grau de opacidade depende da voltagem aplicada, permitindo controle personalizado da iluminação e temperatura no ambiente interno.
Simulações para avaliação de desempenho
Os cientistas testaram a eficiência das janelas inteligentes utilizando o software EnergyPlus. As simulações consideraram dois tipos de controle: radiação solar e fluxo de calor.
No primeiro caso, o filme se torna mais opaco dependendo da intensidade da luz solar. No segundo, a opacidade varia conforme a quantidade de calor que atravessa o vidro.
Os resultados demonstraram que o controle pelo fluxo de calor é especialmente eficaz. Ele reduz significativamente a incidência de luz excessiva e melhora o desempenho energético anual do edifício. Além disso, diminui as diferenças de temperatura ao longo do dia, contribuindo para maior conforto térmico.
Testes em diferentes cidades
Durante os testes, os cientistas compararam as janelas inteligentes com vidros tradicionais de baixa emissividade.
As simulações foram realizadas em edifícios com 50 metros de comprimento, 4,6 metros de profundidade e 2,7 metros de altura, localizados em cidades chinesas como Fuzhou, Xiamen, Hong Kong e Haikou.
O período de análise foi entre maio e outubro, época de maior radiação solar. Os dados confirmaram a superioridade da tecnologia inteligente na redução do consumo de energia.
Futuro promissor
A janela solar inteligente promete revolucionar a arquitetura sustentável, integrando geração de energia e eficiência térmica.
Essa tecnologia ainda não está disponível no mercado, mas já desperta interesse global. Com suas múltiplas funções, é uma solução viável para atender às demandas de edifícios modernos e sustentáveis.
