W marcu 2026 roku Europejski Urząd Patentowy udzielił SMAY patentu EP4695563 na Regulator przepływu powietrza RCP-R-PV zasilany ogniwami perowskitowymi. O genezie wynalazku, wyzwaniach projektu i potencjale technologii perowskitowej rozmawiamy z Michałem Cisowskim, Dyrektorem Technicznym odpowiedzialnym między innymi za Dział Rozwoju Produktów.

Perowskity od lat są przedmiotem intensywnych badań jako materiał o przełomowym potencjale w sektorze energetycznym. Jakie przesłanki technologiczne i biznesowe zdecydowały o zastosowaniu tej technologii w regulatorze przepływu powietrza?

Moje pierwsze doświadczenia z technologią perowskitów miały miejsce na konferencji PLGBC w 2021 roku, podczas której Olga Malinkiewicz zaprezentowała wyniki i możliwości samych ogniw. To, co najbardziej przykuło wówczas moją uwagę, to możliwość generowania napięcia ze światła odbitego lub sztucznego (np. żarówki). Dodatkowo, dzięki swojej elastyczności i niskiej wadze, ogniwa mogą być nanoszone na dowolną powierzchnię — zakrzywioną, prostą itp. Daje to zupełnie nowe możliwości, ponieważ w porównaniu do klasycznych, ciężkich paneli fotowoltaicznych krzemowych, wymagających silnego nasłonecznienia, ogniwa perowskitowe mogą być nanoszone na urządzenia, nie obciążając instalacji i umożliwiając pracę w warunkach, które dotąd wydawały się nieosiągalne.

Pomysł zastosowania tych ogniw zrodził się podczas analizy potrzeb oraz rosnących kosztów pracy i materiałów. Większość instalacji nie wymaga precyzyjnego monitorowania przepływu, a jedynie jego regulacji i zmiany w zależności od zmieniających się warunków lub zajętości pomieszczenia. Połączenie regulatora CAV z siłownikiem oraz układem ładowania, bez konieczności dodatkowego okablowania, wydało mi się wówczas najtrafniejszym rozwiązaniem pod względem biznesowym i ekonomicznym.

Które właściwości ogniw perowskitowych okazały się kluczowe z punktu widzenia tego projektu? Czy dostrzegają Państwo dalszy, dotąd niewykorzystany potencjał tej technologii w zastosowaniach wentylacyjnych?

Kluczowa jest niewątpliwie możliwość pracy w warunkach wewnętrznych bez dostępu do światła słonecznego. W drugiej kolejności trzeba wymienić niską wagę. Wierzę, że potencjał tej technologii i możliwe zastosowania są bardzo szerokie, ale muszą być dostosowane do funkcji samego urządzenia, jego przeznaczenia i obciążenia. Nie wyobrażam sobie stosowania tego typu rozwiązań w urządzeniach zapewniających bezpieczeństwo, gdzie stały monitoring jest kluczowy, ale w wentylacji bytowej, przy optymalizacji zużycia energii, niewykorzystanego potencjału jest jeszcze wiele — nie chcę jednak zdradzać wszystkich pomysłów. Największy potencjał tkwi jednak w mentalności i sposobie myślenia, ponieważ najwięcej korzyści z zastosowania tej technologii nie kryje się w niej samej, lecz w jej mądrym wykorzystaniu.

Przy obecnie popularnym, loftowym trendzie wykończenia wnętrz z odsłoniętymi instalacjami i sufitami, odpowiednie rozmieszczenie urządzeń o takim potencjale daje możliwość eliminacji z budynku kilometrów przewodów elektrycznych, a co za tym idzie kosztów instalacji, materiałów i energii potrzebnej do ich wyprodukowania i transportu.

Realizacja tego rodzaju projektu wymaga jednoczesnego rozwiązania wielu wyzwań – technologicznych, materiałowych i konstrukcyjnych. Które z nich były najtrudniejsze i jak udało się je przezwyciężyć?

Główne wyzwania dotyczyły samej technologii i jej implementacji do istniejącego rozwiązania, więc wyzwań konstrukcyjnych było relatywnie niewiele. Największym wyzwaniem było przekonanie, że z czegoś tak małego (ogniwo ma wielkość kartki A4), przy odpowiednim naświetleniu, można wygenerować energię potrzebną do nawiązania komunikacji i wysterowania urządzenia zasilanego 24V. Nawet wewnętrznie w firmie nikt w to nie wierzył, a co dopiero przekonać do tego partnera.

Udało nam się pozyskać próbki ogniw testowych, które nawet nie były dostosowane do naszych potrzeb. Przeprowadziliśmy analizy i pomiary, a z obliczeń oraz przyjętych założeń wynikało, że jest szansa, żeby coś się udało. Następnie zostały zaprojektowane i wykonane ogniwa pod nasze potrzeby na których kontynuowaliśmy badania i testy. Najtrudniejszy był jednak moment, gdy w wyniku problemów partnera utknęliśmy w martwym punkcie, bez możliwości optymalizacji, bez możliwości produkcji i dalszych badań. Jedynie samozaparcie i konsekwentne poszukiwania alternatywnego dostawcy pozwoliły nam wrócić do badań. Odbyliśmy liczne spotkania w poszukiwaniu alternatywy i zakończyły się one ostatecznie pozytywnym skutkiem, jednak zmiany charakterystyk i parametrów pracy zmuszają nas do dalszych prac rozwojowych i optymalizacji rozwiązania.

Jak w SMAY przebiega proces transformacji koncepcji badawczej w projekt objęty ochroną patentową? Jakie kryteria decydują o tym, że dany kierunek badań uzyskuje status formalnego projektu R&D?

Każda koncepcja trafia do wstępnej analizy działu Rozwoju Produktów oraz Badań i Analiz, gdzie jest oceniana pod względem merytorycznym i możliwości wykonania. Jeśli koncepcja jest słuszna, ale z jakichś względów ryzykowna lub kosztowna, tak jak w tym przypadku, przeprowadzane są wstępne testy i badania. Najczęściej już na tym etapie wymagana jest akceptacja budżetu i zakresu badań, gdzie niejednokrotnie zaangażowanie pomysłodawcy jest nieocenione w zakresie argumentacji i przekonania zarządu do realizacji danego zadania. W tym przypadku początkowo zakładaliśmy jedynie obszar proof of concept, ale obiecujące wyniki testów przerodziły się w ocenę stanu techniki pod względem zdolności patentowych, potencjału rynku i kalkulacji kosztów, aż do akceptacji kontynuacji prac, co uruchomiło cały proces planowania projektu.

Każdy proces innowacyjny wiąże się z momentami niepewności. Czy w trakcie prac nad regulatorem pojawił się etap, na którym realizacja projektu stanęła pod znakiem zapytania – i co ostatecznie pozwoliło kontynuować prace?

Jak wspomniałem wcześniej, po uzyskaniu pierwszych pozytywnych wyników okazało się, że nasz dostawca ma problemy wewnętrzne i ostatecznie nie było możliwości kontynuacji prac rozwojowych. Nie dysponowaliśmy również możliwościami produkcyjnymi, co stanowiło kluczowe zagrożenie dla całego projektu, ponieważ bez dostawcy ogniw projekt wydawał się bezsensowny. Odbyłem liczne spotkania z różnymi dostawcami z całego świata: od Izraela, przez Australię, po Kanadę. Niestety większość z nich nie dysponowała zadowalającą technologią i jakością produktu. Był to jeden z trudniejszych etapów projektu, gdzie z jednej strony widzieliśmy potencjał i możliwości uzyskania ochrony patentowej, a z drugiej strony, z perspektywy R&D, brak możliwości technologicznego wykonania.  

Obecnie ze względu na zmianę charakterystyki samych ogniw nadal trwają prace rozwojowe w celu dostosowania układu ładowania do optymalnego punktu pracy. W samym projekcie postawiliśmy sobie również bardzo ambitne cele, ponieważ założenia przewidują możliwość pracy przy natężeniu oświetlenia niższym niż 500 luksów. Nasza podróż jeszcze się nie zakończyła, ale wierzę, że każdy dzień przybliża nas do celu. 

Regulator, który autonomicznie pozyskuje energię z otoczenia, to koncepcja o dużym potencjale rynkowym. Jak oceniają Państwo perspektywę standaryzacji tego typu rozwiązań w nowoczesnym budownictwie?

Na pewno widzę duże możliwości rozwoju tej technologii w innych urządzeniach. Wiem również, że wiele pracy czeka nas w obszarze przekonania projektantów i architektów, ponieważ trzeba uwierzyć w technologię, która nie jest na stałe podłączona do sieci zasilania. Uważam, że perowskity mogą wspierać szersze obszary systemów wentylacyjnych, wpływając na obniżenie zużycia energii całych instalacji. Samo pojęcie standaryzacji to jednak dużo powiedziane. Wymaga to pracy w obszarze wytycznych stosowania, projektowania wymagań prawnych itp. na poziomie jednostek badawczo-naukowych lub ustawodawstwa, co, jak wiemy, nie zawsze nadąża za tempem rozwoju technologicznego.

Jestem przekonany, że ta technologia znajdzie szersze zastosowanie w budownictwie. O możliwych zastosowaniach słychać coraz częściej: wiaty przystankowe produkujące energię elektryczną, żaluzje zaciemniające, elewacje budynków. Jak dotąd jednak nikt nie odważył się zastosować podobnych rozwiązań w warunkach wewnętrznych — my to zrobiliśmy.

Uzyskanie patentu europejskiego to proces wymagający szczególnej precyzji i rygorystycznej dokumentacji. Czego ten proces nauczył Pana o samym wynalazku i jego potencjale?

Uzyskanie patentu rozpoczyna się od analizy stanu techniki – to proces bardzo żmudny i czasochłonny, ponieważ wymaga przejrzenia dziesiątek lub setek dokumentów i bardzo często nie kończy się na samej bazie patentów. Po złożeniu wniosku przychodzi etap badania zdolności patentowej oraz udzielania wyjaśnień na liczne uwagi ze strony organu oceniającego w procesie poszukiwawczym. Na tym etapie wielokrotnie byłem w szoku, do jakich rozwiązań byliśmy porównywani, co wskazuje, jak kluczowa jest ta technologia. Cały proces, trwający ponad dwa lata, utwierdził mnie w przekonaniu, że jest to rozwiązanie o bardzo dużym potencjale i że kierunek rozwoju jest jak najbardziej słuszny. Oczywiście mój opis całego procesu jest mocno uproszczony i nie oddaje złożoności wszystkich aspektów. Dodatkowo pytania rzecznika patentowego oraz osób, z którymi produkt był konsultowany, pozwoliły na przygotowanie wniosku w sposób wyczerpująco opisujący potencjał, zastrzeżenia i możliwości rozwiązania. Proces pozwolił również dostrzec obszary wymagające szczególnej uwagi. Te z pozoru marginalne kwestie, pomijane wcześniej w analizach, okazały się kluczowe z punktu widzenia rozwiązań funkcjonalnych.

Gdyby miał Pan przybliżyć istotę tego rozwiązania osobie spoza branży wentylacyjnej – jak opisałby Pan działanie regulatora i jego znaczenie?

Sama zasada działania regulatora nie jest tutaj tak istotna z punktu widzenia ochrony patentowej, ale stanowi rdzeń całego rozwiązania. Regulator pozwala na utrzymywanie stałego przepływu objętościowego w przewodzie wentylacyjnym niezależnie od zmian ciśnienia w instalacji na skutek działania centrali wentylacyjnej, zmian pozycji innych urządzeń w instalacji jak np. innych regulatorów. Dodatkowo w celu optymalizacji pracy całego systemu wentylacji w momencie, gdy dana przestrzeń jest niewykorzystana wartość przepływu objętościowego powinna być zredukowana. Jest to realizowane przez zmianę wartości zadanej za pomocą siłownika. Aby to mogło się wydarzyć potrzebujemy zasilić ten siłownik energią elektryczną i sterować nim. Układ zasilania niezależnego zasilany z ogniw perowskitowych pozwala zmienić nastawę bez konieczności doprowadzania przewodów elektrycznych. Komunikacja w zakresie sygnałów sterujących odbywa się bezprzewodowo z modułu sterującego. Cały system wentylacji zachowuje swoją pełną funkcjonalność, ale bez konieczności ponoszenia kosztów okablowania, robocizny, zasilania niezależnego itp. A w samym cyklu życia i eksploatacji nie zużywa energii elektrycznej z sieci.

Powszechnie wiadomo, że obniżenie wydajności instalacji wentylacyjnej w czasie nocnym lub niewykorzystania pomieszczenia przekłada się na znaczne obniżenie kosztów eksploatacji budynku. Można by powiedzieć, że wystarczy zmniejszyć wydajność lub wyłączyć centralę wentylacyjną, ale wówczas nie ma prawidłowej wentylacji w budynku, co też jest niekorzystne. Nie zmieniając wydajności na poszczególnych regulatorach przepływu powietrze popłynie najłatwiejszą drogą i nie dotrze do wszystkich pomieszczeń we właściwej ilości.

Podsumowując, dzięki zastosowaniu regulatorów zasilanych z ogniw perowskitowych możemy regulować wydajność bez konieczności ponoszenia dodatkowych kosztów instalacji, materiałów i robocizny – głównie okablowania i instalacji elektrycznej, co przyspieszy proces realizacji inwestycji oraz obniży koszty inwestycyjne i eksploatacyjne, dodatkowo redukując ilość emitowanego do środowiska CO2.