Μεταβαλλόμενη όψη με φωτοβιοαντιδραστήρες που κινούνται με μικροφύκη

Στη διπλωματική τους εργασία με τίτλο "Biokinetics", οι απόφοιτοι της αρχιτεκτονικής σχολής του πανεπιστημίου της Φλόριντα, Drew Kauffman και Mani Karami πειραματίζονται με εφαρμογές του κινητικού σχεδιασμού σε προσόψεις με φωτοαντιδραστήρες που τροφοδοτούνται από μικροφύκη.
Τα τελευταία χρόνια συγκεντρώνεται μεγάλο ενδιαφέρον γύρω από επιλεγμένα είδη μικρο-φυκιών, τα οποία αναπτύσσονται εργαστηριακά, προκειμένου να χρησιμοποιηθούν σε φάρμακα, τρόφιμα και πλαστικά. Ανάλογα με το είδος και
τις συνθήκες ανάπτυξης, τα μικροφύκη μπορούν να διπλασιαστούν σε βιομάζα σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα, συνήθως σε 24 έως 48 ώρες, ενώ μπορούν να απομονώσουν περίπου το διπλάσιο του βάρους τους σε CO2 από την ατμόσφαιρα. Επιπλέον, τα βιοκαύσιμα που προέρχονται από φύκια επιτρέπουν σ’ ένα κτίριο να καλύψει ένα πολύ μεγάλο ποσοστό των ενεργειακών του αναγκών, καθιστώντας τα ένα πολύτιμο και ευέλικτο εργαλείο βιώσιμου σχεδιασμού.
Η βασική διάταξη του "Biokinetics", που περιλαμβάνει φωτοβιοαντιδραστήρα, δομικά στοιχεία και συστήματα σκίασης, λειτουργεί σ’ έναν κατακόρυφο βρόχο με το νερό να αντλείται στην κορυφή πριν από την καθοδική του πορεία λόγω βαρύτητας. Παράλληλα, ενσωματώνει μια ακόμη μονάδα φωτοβιοαντιδραστήρα για τη βελτίωση του αερισμού, της κυκλοφορίας και της ανάδευσης της καλλιέργειας των φυκιών.
Τα εμπορικά στελέχη φυκιών συνήθως αναπτύσσονται καλύτερα σε θερμοκρασίες από 20°C έως 30°C, αλλά η Φλόριντα, όπου έγινε το πείραμα, συχνά υπερβαίνει αυτούς τους περιορισμούς. Με την ενσωμάτωση ενός αυτοματοποιημένου μικροελεγκτή και ενεργοποιητή που συνδέονται με μια μονάδα κινητής σκίασης, το σύστημα προσαρμόζεται στις ταχέως μεταβαλλόμενες συνθήκες ανάπτυξης. Η γεωμετρία, η μάζα και ο προσανατολισμός του συστήματος σκίασης ενημερώνονται από δοκιμές που γίνονται μ’ ένα εξελιγμένο πρόγραμμα φωτισμού και ενεργειακής απόδοσης. Τα εμπειρικά δεδομένα παρέχονται σε πραγματικό χρόνο με ενσωματωμένους ψηφιακούς αισθητήρες θερμοκρασίας, συνδεδεμένους με μικροελεγκτές Arduino, οι οποίοι ελέγχουν το σύστημα σκίασης, ενώ παράλληλα παρακολουθούν τις περιβαλλοντικές συνθήκες και την απόδοση του συστήματος. Η λειτουργία της μεταβαλλόμενης όψης απαιτεί ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας, ενώ περισσότερο από το 99% του νερού ανακυκλώνεται κατά τη συνεχή, παθητική διαδικασία συγκομιδής, με αποτέλεσμα η κατανάλωση νερού να είναι επίσης πολύ χαμηλή. Επειδή το σύστημα είναι προσαρμόσιμο, μπορεί να κλιμακωθεί και να προσαρμοστεί σε κτίρια οποιουδήποτε μεγέθους, αλλά και σε μεγάλο εύρος καιρικών συνθηκών.