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Científicos chinos han creado una ventana fotovoltaica de silicio capaz de generar energía solar y regular la temperatura interna, prometiendo una mayor eficiencia energética para hogares y edificios.
La energía fotovoltaica está transformando el sector de la construcción y con frecuencia surgen nuevas innovaciones. Un ejemplo reciente proviene de científicos de Universidad de Hunan, en China, que desarrolló un ventana solar inteligente. El estudio fue publicado por la revista Science Direct.
Esta tecnología no sólo produce electricidad libre de carbono, sino que también actúa como protección solar, aportando eficiencia energética y confort a los edificios.
Componentes innovadores de ventanas fotovoltaicas de silicio
Esta ventana inteligente combina varias capas y materiales avanzados. Sus elementos incluyen un panel transparente, células fotovoltaicas de silicio, una cavidad llena de gas argón, una película electrocrómica y una lámina de vidrio de baja emisividad (Low-E).
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El vidrio Low-E reduce la pérdida de calor en invierno, mientras que el gas argón mejora el aislamiento térmico.
Las células fotovoltaicas, dispuestas en franjas de 3 mm detrás del cristal transparente, garantizan una elevada captación de luz solar, con una eficiencia de conversión energética estimada en un 11,8%. Este diseño combina funcionalidad estética y sostenibilidad.
Control de luz y calor con película electrocrómica.
La película electrocrómica es lo que distingue a esta tecnología. Está formado por capas que reaccionan a la aplicación de tensión eléctrica.
En su estado normal, la película es transparente, lo que permite la entrada de luz. Cuando se aplica un voltaje, los iones de litio se mueven y reaccionan con el trióxido tungsteno, haciendo la película opaca. Este proceso bloquea parte de la radiación solar, lo que ayuda a prevenir el sobrecalentamiento en los meses más cálidos.
El grado de opacidad depende del voltaje aplicado, permitiendo un control personalizado de la iluminación y temperatura del ambiente interno.
Simulaciones para la evaluación del desempeño
Los científicos probaron la eficiencia de las ventanas inteligentes utilizando el software EnergyPlus. Las simulaciones consideraron dos tipos de control: radiación solar y flujo de calor.
En el primer caso, la película se vuelve más opaca dependiendo de la intensidad de la luz solar. En el segundo, la opacidad varía en función de la cantidad de calor que atraviesa el vidrio.
Los resultados demostraron que el control del flujo de calor es especialmente eficaz. Reduce significativamente la incidencia del exceso de luz y mejora el rendimiento energético anual del edificio. Además, reduce las diferencias de temperatura a lo largo del día, contribuyendo a un mayor confort térmico.
Pruebas en diferentes ciudades.
Durante las pruebas, los científicos compararon las ventanas inteligentes con el vidrio tradicional de baja emisividad.
Las simulaciones se llevaron a cabo en edificios de 50 metros de largo, 4,6 metros de profundidad y 2,7 metros de alto, ubicados en ciudades chinas como Fuzhou, Xiamen, Hong Kong y Haikou.
El periodo de análisis fue entre mayo y octubre, época de mayor radiación solar. Los datos confirmaron la superioridad de la tecnología inteligente a la hora de reducir el consumo de energía.
Futuro prometedor
La ventana solar inteligente promete revolucionar la arquitectura sostenible, integrando generación de energía y eficiencia térmica.
Esta tecnología aún no está disponible en el mercado, pero ya está atrayendo el interés mundial. Con sus múltiples funciones, es una solución viable para satisfacer las demandas de los edificios modernos y sostenibles.
