Việc vận hành một tòa nhà thường tốn kém do giá sưởi ấm và sử dụng năng lượng, chiếm 37% lượng khí thải CO2 toàn cầu . Khi ngày càng có nhiều tòa nhà thương mại và hỗn hợp được xây dựng trên khắp Canada, việc sử dụng các biện pháp năng lượng bền vững để quản lý tác động môi trường của chúng là rất quan trọng đối với sức khỏe của hành tinh chúng ta.
Kiểm tra mặt tiền liên quan đến các yếu tố xung quanh. Tín dụng: Năng lượng tái tạo (2024). DOI: 10.1016/j.renene.2024.120607
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Waterloo hiện đã phát triển một mặt tiền tòa nhà hai lớp sáng tạo có chứa vi tảo và sử dụng máy học để tạo ra năng lượng.
Hai bài báo về công nghệ "Mô hình tối ưu hóa để tạo ra năng lượng sinh học quang hợp ở mặt tiền tòa nhà" và "Mạng nơ-ron để giám sát sinh khối tảo siêu nhỏ ở mặt tiền tòa nhà" đã được công bố trên Tạp chí Năng lượng tái tạo và Tạp chí Công nghệ|Kiến trúc + Thiết kế .
Tiến sĩ Mohamad Araji, giám đốc Kỹ thuật Kiến trúc và giáo sư tại Trường Kiến trúc cho biết: "Việc ứng dụng tảo siêu nhỏ trong các tòa nhà sẽ biến kiến trúc tiết kiệm năng lượng thành hệ thống sống bền vững, có khả năng thu giữ carbon, giảm tải nhiệt và giảm nhu cầu cũng như chi phí năng lượng".
"Chúng tôi muốn mở rộng việc sử dụng tảo siêu nhỏ để biến các tòa nhà thành nhà sản xuất năng lượng ròng, tự duy trì và độc lập với lưới điện. Nếu chúng tôi có thể tích hợp hệ thống năng lượng tái tạo này vào mặt tiền của một tòa nhà cao tầng, có tổng diện tích bề mặt lớn hơn mái nhà của tòa nhà, thì đây có thể là một bước ngoặt.
Trong các tòa nhà có mặt tiền hai lớp hoặc hai lớp tường kính có khoảng trống ở giữa, không gian giữa hai bức tường chứa một lò phản ứng quang sinh học giúp nuôi tảo siêu nhỏ để hấp thụ ánh sáng mặt trời và tạo bóng râm trong nhà để cách nhiệt.
Sử dụng mô phỏng phần mềm và học máy, Araji và Adham Elmalky, một tiến sĩ mới tốt nghiệp Khoa Kỹ thuật Cơ khí và Cơ điện tử, đã nghiên cứu các hình dạng khác nhau của tường kính xây dựng, từ bề mặt phẳng đến cong, để tối ưu hóa hiệu suất của lò phản ứng quang sinh học. Kết quả cho thấy nó đã tăng sinh khối tảo vi mô lên 80%, điều này sẽ giúp tòa nhà tiết kiệm năng lượng hơn.
"Hệ thống của chúng tôi đã cải thiện việc sử dụng tảo siêu nhỏ để kiểm soát nhiệt độ trong nhà và chúng tôi hình dung rằng với cơ sở hạ tầng xây dựng phù hợp, khối lượng sinh khối tăng cường này có thể được chuyển đổi thành nhiên liệu sinh học để tạo ra điện cho tòa nhà. Hệ thống này có thể ổn định hoặc thậm chí đảo ngược tình trạng mất nhiệt trong nhà mà các tòa nhà thường gặp phải", Elmalky cho biết.
Cách tiếp cận sáng tạo này đối với việc tạo ra năng lượng tái tạo đặc biệt có thể áp dụng ở các quốc gia có khí hậu lạnh như Canada. Các tòa nhà cần một lượng nhiên liệu khổng lồ để giữ ấm và hoạt động trong mùa đông và mái nhà không thể sử dụng được do tuyết tích tụ.
Trong tương lai, các kỹ sư Waterloo có kế hoạch hợp tác với ngành công nghiệp và các nhóm nghiên cứu khác để cải tiến thiết kế lò phản ứng quang sinh học, tập trung vào việc thiết kế lại lớp kính bên trong và các kết quả thử nghiệm khác.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
