Ηλιακή ενέργεια και δυναμική σκίαση σε ένα ενιαίο, ζωντανό σύστημα όψης – αυτή είναι η υπόσχεση του Solskin, της καινοτόμου τεχνολογίας που ανέπτυξε η ελβετική startup Zurich Soft Robotics, spin-off του ETH Zurich. Το Solskin έχει ήδη εγκατασταθεί σε ερευνητικά κτίρια, σε μια κατοικία στις Άλπεις και ετοιμάζεται για εφαρμογή σε μεγάλα κτιριακά έργα. Με το βλέμμα στραμμένο στο μέλλον των βιώσιμων όψεων, το σύστημα φιλοδοξεί να μετασχηματίσει τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε την ηλιακή προστασία και την παραγωγή ενέργειας.

Από το πανεπιστήμιο στην αγορά

Η Zurich Soft Robotics ιδρύθηκε το 2022 από τους Bratislav Svetozarevic, Gabriel Kreuzer, Alexander Züst, Lukas Lichtensteiger και Anil Sethi, στηριγμένη σε πολυετή έρευνα του καθηγητή Arno Schlüter στο ETH Zurich. Η ομάδα ανέπτυξε ένα σύστημα προσαρμοστικής ηλιακής όψης, το οποίο δεν περιορίζεται απλώς στην ενσωμάτωση φωτοβολταϊκών σε μια κατασκευή, αλλά τα καθιστά ενεργά, κινούμενα στοιχεία που λειτουργούν και ως σκίαστρα.

Η ιδέα είναι απλή αλλά ταυτόχρονα επαναστατική: κάθε φωτοβολταϊκό πάνελ του Solskin μπορεί να περιστρέφεται, να προσανατολίζεται και να προσαρμόζεται στις μεταβαλλόμενες συνθήκες φωτισμού. Έτσι, η όψη ενός κτιρίου δεν είναι πλέον στατική, αλλά «ζωντανή» – ένα ενεργό περίβλημα που παράγει ενέργεια και βελτιώνει τις συνθήκες στο εσωτερικό.

Τεχνολογία με ρίζες στη ρομποτική

Τα λεπτά φωτοβολταϊκά πάνελ στερεώνονται σε ενεργοποιητές (actuators), μηχανισμούς που λειτουργούν με συμπιεσμένο αέρα και παραπέμπουν σε «τεχνητούς μύες». Κάθε πάνελ έχει δύο άξονες κίνησης, ώστε να ακολουθεί την πορεία του ήλιου από την ανατολή έως τη δύση. Το αποτέλεσμα είναι εντυπωσιακό: έως και 40% υψηλότερη απόδοση σε σχέση με στατικά συστήματα.

Οι ενεργοποιητές είναι ελαφριοί, αθόρυβοι και ανθεκτικοί σε ανέμους και μηχανικές φορτίσεις. Έχουν διάρκεια ζωής περίπου 25 χρόνια, αντίστοιχη με αυτήν των ίδιων των φωτοβολταϊκών πάνελ, διασφαλίζοντας ότι το σύστημα μπορεί να παραμείνει λειτουργικό όσο και η υπόλοιπη κατασκευή.

Σκίαση και άνεση: η διπλή λειτουργία

Η μεγάλη καινοτομία του Solskin δεν βρίσκεται μόνο στην παραγωγή ενέργειας, αλλά στη διπλή του λειτουργία: φωτοβολταϊκή όψη και δυναμικό σκίαστρο μαζί. Τα πάνελ καλύπτουν περίπου 55% της συνολικής επιφάνειας της πρόσοψης. Το ποσοστό αυτό προέκυψε από προσεκτικούς υπολογισμούς: εξασφαλίζει αρκετή σκίαση, περιορίζει την αλληλοσκίαση των πάνελ και αφήνει επαρκή διαφάνεια στο εσωτερικό.

Ανάλογα με τις συνθήκες, τα πάνελ μπορούν να προσανατολίζονται ώστε:

  • να μειώνουν τα θερμικά κέρδη και να συγκρατούν την υπερθέρμανση,
  • να αφήνουν το φυσικό φως να εισχωρήσει,
  • ή να ανοίγουν πλήρως σε οριζόντια θέση, εξασφαλίζοντας ανεμπόδιστη θέα.

Με αυτόν τον τρόπο, η όψη λειτουργεί ταυτόχρονα ως φίλτρο φωτός και ως ελεγκτής θερμικής άνεσης. Σύμφωνα με μελέτες της εταιρείας, το Solskin μπορεί να μειώσει τις ανάγκες για ψύξη και θέρμανση ενός κτιρίου έως και 80%, εξοικονομώντας ενέργεια πέρα από αυτήν που παράγει.

Έξυπνος έλεγχος με Τεχνητή Νοημοσύνη

Το λογισμικό που συνοδεύει την τεχνολογία αξιοποιεί αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης για να βρει κάθε στιγμή την ιδανική ισορροπία ανάμεσα σε παραγωγή ενέργειας, σκίαση, οπτική άνεση και θερμική απόδοση. Ο χρήστης δεν χρειάζεται να παρέμβει· το σύστημα προσαρμόζεται αυτόματα, μετατρέποντας την πρόσοψη σε «έξυπνο δέρμα» του κτιρίου.

Από την πιλοτική εφαρμογή στα μεγάλα έργα

Το πρώτο πλήρως λειτουργικό πρωτότυπο εγκαταστάθηκε το 2021 στο HiLo, μια ερευνητική μονάδα του κτιρίου Nest στο Dübendorf. Από τότε, η τεχνολογία δοκιμάστηκε σε ερευνητικά εργαστήρια και το 2024 εφαρμόστηκε για πρώτη φορά σε ιδιωτική κατοικία στις ελβετικές Άλπεις.

Σημαντική κλίμακα έχει αποκτήσει το Solskin το 2025, με την εφαρμογή του στη νέα έδρα της εταιρείας KELLER Druckmesstechnik AG στη Winterthur. Το κτίριο θα διαθέτει πρόσοψη μήκους 88 μέτρων, καλυμμένη με 3.488 πάνελ Solskin, συναρμολογημένα σε προκατασκευασμένα στοιχεία μεγέθους 3,5 × 8 μέτρα. Παράλληλα, το σύστημα ενσωματώνεται σε έργο κατοικιών και γραφείων στο Oberwinterthur, σε συνεργασία με αρχιτεκτονικά γραφεία.

Ελευθερία σχεδιασμού για αρχιτέκτονες

Ένα από τα πλεονεκτήματα του Solskin είναι η αρχιτεκτονική ευελιξία. Τα πάνελ μπορούν να τοποθετηθούν σε διαφορετικές γεωμετρίες, σε κιγκλιδώματα, στέγαστρα, φεγγίτες ή ακόμα και σε πέργκολες. Η ανεξάρτητη κίνηση κάθε πάνελ ανοίγει δυνατότητες όχι μόνο για λειτουργικό σχεδιασμό, αλλά και για οπτικά μοτίβα και media façades, όπου η όψη μπορεί να σχηματίζει γράμματα ή σχέδια, συνδυάζοντας αισθητική και λειτουργία.

Υποστήριξη και βραβεία

Η Zurich Soft Robotics αριθμεί σήμερα περίπου δέκα άτομα προσωπικό και συνεργάζεται με εξωτερικούς ειδικούς και τοπικούς εγκαταστάτες. Στο πλαίσιο της ανάπτυξης, βρίσκεται σε διαδικασία ολοκλήρωσης νέου γύρου χρηματοδότησης ύψους 3 εκατ. φράγκων. Ήδη έχει λάβει υποστήριξη από επενδυτές business angel, το Swiss Climate Foundation και την Innosuisse.

Η τεχνολογία έχει αποσπάσει σημαντικές διακρίσεις: το Watt d’Or 2023 από το Ομοσπονδιακό Γραφείο Ενέργειας της Ελβετίας και το Red Dot Design Award 2024. Τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας διασφαλίζουν τη διεθνή προστασία της και το εμπορικό σήμα Solskin έχει κατοχυρωθεί σε παγκόσμιο επίπεδο.

 

Πηγή: arch.ethz.ch