Nasz świeżo upieczony absolwent studiów I stopnia na kierunku Architektura – Kacper Klaus, aktualnie kontynuujący naukę na Politecnico di Milano, zdobył I miejsce w międzynarodowym konkursie „The MultiFunctional Façade Challenge”, organizowanym przez platformę MEZeroE.

Zadaniem konkursowym było zaprojektowanie inteligentnego systemu fasadowego integrującego nowoczesne technologie, takie jak czujniki IoT czy systemy zarządzania energią, wspierającego zrównoważony rozwój i komfort użytkowników.

Projekt Kacpra Klausa zakładał stworzenie akumulatora grawitacyjnego zintegrowanego z elewacją wysokich budynków. System opiera się na modułach wyposażonych w panele fotowoltaiczne – w okresach nadwyżki energii elementy są podnoszone, a przy jej niedoborze opadają, przekształcając energię kinetyczną w elektryczną. Rozwiązanie przekształca fasadę budynku w aktywny system energetyczny, łącząc architekturę z nowoczesną technologią.

Projekt „Perpetuum mobile” to wizja samowystarczalnego energetycznie budynku, którego elewacja staje się źródłem i magazynem czystej energii. System łączy moduły fotowoltaiczne z akumulatorem grawitacyjnym zamontowanym na ścianach budynków w centrach miast.

Każdy moduł jest niezależnym elementem konstrukcji o zmiennym kształcie i kolorze, dzięki czemu rozwiązanie można dopasować do architektury niemal każdego wieżowca. Nazwa „Perpetuum mobile” (łac. „ruch wieczny”) symbolicznie odwołuje się do idei nieustannego obiegu energii – produkowanej, magazynowanej i ponownie wykorzystywanej w ramach jednej fasady. Choć prawdziwe perpetuum mobile nie istnieje, projekt reprezentuje dążenie do ciągłej, odnawialnej i samowystarczalnej produkcji energii w miastach.

Akumulator grawitacyjny wykorzystuje prostą zasadę fizyki: w czasie nadwyżki energii panele PV zasilają silniki, które unoszą ciężkie bloczki (np. betonowe lub stalowe) w górę. W momencie zwiększonego zapotrzebowania bloczki są opuszczane, a generatory przekształcają ich ruch w dół w energię elektryczną. To czysty, trwały i bezpieczny sposób magazynowania energii, niewymagający chemicznych baterii.

System redukuje zużycie energii z sieci, stabilizuje lokalne zasilanie i wspiera budynki w osiąganiu neutralności klimatycznej. Dzięki estetycznym i elastycznym formom modułów „Perpetuum mobile” łączy funkcjonalność, design i zrównoważony rozwój.

Koncepcja „Perpetuum mobile” opiera się na istniejących i rozwijanych technologiach. W systemie wykorzystano m.in. cienkowarstwowe ogniwa perowskitowe, które są lekkie, elastyczne i mogą pracować nawet przy rozproszonym świetle, co pozwala na ich zastosowanie na różnych elewacjach.

Kluczowym elementem jest akumulator grawitacyjny wykorzystujący system lin, prowadnic i hamulców elektromagnetycznych do bezpiecznego przemieszczania ciężkich bloczków w pionie. Całość może być zintegrowana z fasadą budynku i sterowana algorytmami IoT, które optymalizują proces magazynowania i oddawania energii w zależności od jej produkcji i zapotrzebowania.

System ma charakter modułowy i może być stosowany w różnych typach wieżowców bez głębokiej ingerencji w ich konstrukcję. Istnieją już prototypy podobnych rozwiązań, co potwierdza możliwość jego realizacji.

Połączenie fotowoltaiki, zasad grawitacji i inteligentnego sterowania pozwala traktować „Perpetuum mobile” jako realny krok w stronę samowystarczalnych energetycznie miast, w których budynki aktywnie uczestniczą w produkcji i zarządzaniu energią.