Kiến trúc bền vững: Thiết kế cửa sổ tạo năng lượng từ chất thải cây trồng

Những tấm pin được trang Yakodesign nói đến có thể được sử dụng làm cửa sổ hoặc tường trong thiết kế kiến trúc mang tính bền vững. Với hướng đi mới này, công trình của tác giả Carvey Ehren Maigue thuộc Đại học Mapua đã chiến thắng giải James Dyson ở hạng mục Bền vững.

Tính bền vững là bước chuyển động lớn trong ngành thiết kế hiện đại và đó là thứ mà mọi ngành đang hướng đến. Một trong những phần thú vị nhất của tính bền vững là sự phát minh, sáng tạo mới từ những vật liệu quen thuộc trong cuộc sống hoặc việc tìm kiếm những gì thay thế nhằm tối ưu hóa nguồn lực, cải thiện khí hậu và hướng đến bảo vệ môi trường.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, nhiên liệu hóa thạch tiếp tục chiếm hơn 81% sản lượng năng lượng toàn cầu và nếu chúng ta tiếp tục đốt nhiên liệu hóa thạch với tốc độ như hiện tại thì nguồn cung cấp khí đốt và dầu toàn cầu sẽ cạn kiệt hoàn toàn vào năm 2060.

Và như vậy, để sẵn sàng cho sự thay đổi, chúng ta cần tập trung vào các giải pháp thay thế có thể tái tạo hiệu quả và dễ tiếp cận như chấm lượng tử. Một trong những giải pháp đó là thiết kế cửa sổ làm bằng vật liệu tái chế: chất thải cây trồng và hoạt động như một tấm pin năng lượng – Hệ thống AuREUS (Aurora Renewable Energy and UV Sequestration) hấp thụ tia cực tím từ ánh sáng mặt trời và chuyển thành điện tái tạo sạch.

Có 3 ưu điểm khiến giải pháp thiết kế này được đánh giá cao tại giải thưởng James Dyson chính là sử dụng năng lượng tái tạo sạch; tận dụng chất thải cây trồng và cuối cùng là tiết kiệm điện năng, giúp giảm hóa đơn tiền điện. AuRUES được lấy cảm hứng từ hiện tượng ánh sáng cực quang, một quá trình tự nhiên kỳ lạ xảy ra khi các hạt phát quang trong bầu khí quyển trên hấp thụ năng lượng từ bức xạ tia cực tím và gamma, được phát ra dưới dạng ánh sáng nhìn thấy được.

Các tấm pin AuREUS cũng thiết kế dựa trên nguyên lý này bằng cách nhúng các hạt phát quang tương tự vào nhựa để khi ánh sáng mặt trời chiếu vào thì nó có thể hấp thụ tia UV và tạo ra ánh sáng nhìn thấy. Sau đó, ánh sáng được hướng tới các cạnh của bảng điều khiển, nơi các tế bào quang điện thông thường thu năng lượng để biến thành điện năng.

Màu sắc của các hạt phát quang chính là thuốc nhuộm được tạo ra từ chất thải của các loại cây trồng.

Bằng cách sử dụng AuREUS sẽ giúp loại bỏ rào cản của việc sử dụng những tấm pin năng lượng thông thường như hiện nay (nghĩa là những tấm pin năng lượng mặt trời chỉ có thể thu nhận và chuyển đổi ánh sáng nhìn thấy năng lượng tái tạo và phải hướng thẳng về phía mặt trời), giúp hoạt động hiệu quả hơn và phù hợp trong nhiều không gian khác nhau.

Ngoài việc giảm chi phí, giảm thiểu tình trạng biến đổi khí hậu và hỗ trợ cộng đồng nông nghiệp địa phương, các tấm pin này cũng sẽ làm giảm mức độ phơi nhiễm của con người với bức xạ có thể gây ra nhiều căn bệnh nghiêm trọng, đồng thời còn giúp giảm lượng khí thải carbon đô thị.