Szkło solarne to rodzaj okna i materiału budowlanego, który ma blokować promieniowanie ciepła, które jest w zasadzie ilością ciepła słonecznego, które przechodzi przez szkło do dowolnej przestrzeni po drugiej stronie. Ten rodzaj szkła jest najczęściej stosowany w oknach biurowców i domów, choć czasami jest również stosowany w samochodach i przemyśle, często w panelach magazynów lub maszyn, które są narażone na duże promieniowanie słoneczne. Istnieje wiele różnych powłok, które można nałożyć, a każda z nich ma swoją własną specyfikację. Większość z nich ma na celu zmniejszenie absorpcji ciepła i poprawę izolacji, co może obniżyć koszty energii.
Podstawowy pomysł
Zasadniczo szkło solarne to połączenie technologii solarnej i standardowego szkła okiennego. Większość z tych okien nie wygląda inaczej niż ich bardziej tradycyjne odpowiedniki; są tak samo przejrzyste i zwykle przepuszczają taką samą ilość światła. To, czego zwykle nie wpuszczają, a przynajmniej nie przepuszczają tak bardzo, to promieniowanie, czyli energia oddawana przez słońce. Osiąga się to dzięki niewidocznej powłoce nakładanej na szkło przed jego zamontowaniem. W większości przypadków ta powłoka jest trwała i została zaprojektowana tak, aby trwała przez cały okres użytkowania szkła.
Dlaczego są używane
Ten rodzaj szkła jest zwykle zaprojektowany w celu zmniejszenia strat ciepła, ale przepuszcza światło słoneczne w celu uzyskania ciepła, co jest pojęciem znanym również jako „zysk słoneczny”. Jest kilka powodów, dla których jest to ważne, ale zmniejszenie kosztów energii jest ważnym czynnikiem. Okna są ważnym źródłem naturalnego światła, ale mogą też być trudne do zaizolowania. Elementy zewnętrzne, zarówno gorące, jak i zimne, często łatwiej przenikają przez okna niż ściany lub drzwi, a wiele z nich ma związek z przepuszczalnością samego szkła.
Szkło, które zostało pokryte tak, aby zmaksymalizować energię słoneczną, może bardzo pomóc w utrzymaniu energii, a tego typu wysokowydajne produkty szklane są używane w wielu gałęziach przemysłu. Ostatnie postępy w technologii słonecznej, przynajmniej jeśli chodzi o szkło, obejmują produkty laminowane, które zwiększają energię słoneczną. Ten współczynnik odbicia skupiającej energii słonecznej (CSP) zapewnia wydajność i trwałość.
Jak są wykonane
Szklane okna pokryte powłoką o niskiej emisji (low-E) blokują promieniowanie ciepła. Zmniejsza to ilość ciepła przechodzącego przez okno. Powłoki niskoemisyjne są prawie niewidoczne i zwykle składają się z warstw metalu lub tlenku metalu na powierzchni szkła.
W zależności od zapotrzebowania na energię, różne rodzaje powłok niskoemisyjnych pozwalają na uzyskanie wysokich, umiarkowanych lub niskich zysków nasłonecznienia. W szkleniu warstwowym ciepło może być przenoszone między taflami szkła, zwykle przechodząc od cieplejszego do chłodniejszego. Umieszczenie szyby z powłoką niskoemisyjną w przestrzeni między warstwami szkła pomaga zablokować to ciepło. Technicy okienni w przeszłości wypełniali tę lukę powietrzem lub suchym azotem.
Opcje powlekania
Obecnie między szybami najczęściej stosuje się argon i krypton, co poprawia właściwości użytkowe okna. Oba gazy są nietoksyczne i niereaktywne. Krypton jest droższy niż argon, więc niektórzy producenci łączą oba gazy, aby poprawić wydajność cieplną przy bardziej rozsądnych kosztach. Okna z podwójnymi szybami z wypełnieniem gazowym argonem pomiędzy taflami szkła powlekanego niskoemisyjnego nazywane są pirolitycznym, co oznacza „powłokę twardą”.
Różne odmiany
Szkło o dużym nasłonecznieniu najlepiej nadaje się do okien w zimnym klimacie. Z kolei szyby niskoemisyjne o niskim zysku nasłonecznienia lub selektywnie spektralnie są bardziej korzystne dla budynków i domów w ciepłym klimacie. Produkty te ograniczają utratę ciepła w chłodne dni, a także zmniejszają jego zyski w czasie upałów. Widmowo selektywne szkło solarne przewyższa większość szyb przyciemnianych i refleksyjnych. Poziom wpuszczanego światła widzialnego jest zwykle wysoki proporcjonalnie do stopnia redukcji ciepła.
W klimatach wymagających zarówno ogrzewania, jak i chłodzenia w różnych porach roku, wszystkie poziomy powłoki niskoemisyjnej mogą skutkować niższymi rocznymi rachunkami za energię. Szkło zoptymalizowane pod kątem promieniowania słonecznego jest praktyczne w przypadku okien, drzwi i świetlików. Komercyjnie stosowany na górne powierzchnie kolektorów termicznych i modułów fotowoltaicznych. Szkło solarne jest prawie zawsze bezbarwne, ale w większości przypadków można je ukształtować w celu uzyskania optymalnej transmisji energii słonecznej.