可自定義的智能窗利用并操縱太陽(yáng)能以節(jié)省能源并降低成本。Windows在我們的家中扮演著多個(gè)關(guān)鍵角色。它們?yōu)槲覀兊目臻g提供照明，隔熱和通風(fēng)，同時(shí)提供室外景觀并提供保護(hù)。智能窗戶或使用太陽(yáng)能電池技術(shù)將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的窗戶為利用窗戶作為能源提供了額外的機(jī)會(huì)。

然而，將太陽(yáng)能電池結(jié)合到窗戶中同時(shí)平衡窗戶的其他復(fù)雜且經(jīng)常相互沖突的作用被證明是具有挑戰(zhàn)性的。例如，在變化的季節(jié)中兼顧光度偏好和能量收集目標(biāo)需要對(duì)材料設(shè)計(jì)采取復(fù)雜而戰(zhàn)略性的方法。

來(lái)自美國(guó)能源部(DOE)西北大學(xué)，芝加哥大學(xué)和威斯康星州密爾沃基分校的阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家最近將太陽(yáng)能電池技術(shù)與一種新穎的優(yōu)化方法相結(jié)合，以開發(fā)出一種智能窗原型，該原型可在最大范圍內(nèi)最大化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

優(yōu)化算法使用全面的物理模型和先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)，以最大程度地利用整體能源，同時(shí)在各個(gè)位置以及整個(gè)變化的季節(jié)中平衡建筑物的溫度需求和照明需求。

“這種設(shè)計(jì)框架是可定制的，幾乎可以應(yīng)用于世界各地的任何建筑物，”阿貢大學(xué)的科學(xué)家，芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院的皇家家族分子工程教授王俊宏說(shuō)。“無(wú)論您是要最大化房間中的日光量，還是要最小化供暖或制冷的工作量，這種強(qiáng)大的優(yōu)化算法都可以根據(jù)用戶的需求和喜好設(shè)計(jì)出窗戶設(shè)計(jì)。”

先進(jìn)的優(yōu)化方法

科學(xué)家展示了一種全方位的窗戶設(shè)計(jì)方法，可在考慮照明和溫度偏好的同時(shí)最大化建筑物的整體能源效率。