Солнечные батареи, встроенные в оконные стекла

Все чаще появляется информация о глобальном потеплении и свидетельство тому нынешняя зима и весна. Как ни крути, а солнечных дней стало больше. Я это к тому, что бум солнечной энергетики продолжается. И хоть это направление негативно влияет на кризисные явления в энергетическом секторе Украины, в том смысле, что в 2019 году мощностей генерации из ВИЭ стало в три раза больше, а оптовый рынок вынужден покупать эту электроэнергию по увеличенным «зеленым тарифам», технологии преобразования солнечного света в электричество интенсивно развиваются.

Одним з перспективных направлений использования солнечных панелей по мнению специалистов, считается стойиндустрия, в особенности домостроение. На моей площадке вы могли познакомиться с применением преобразователей солнечной радиации на основе первоскитов. Более подробно, об этой технологии, здесь.  Однако, время не стоит на месте, инженеры и ученые продолжают поиск в совершенствовании оконного остекления и превращение его в генераторы электричества.

Австралийские ученые, изобрели полупрозрачные солнечные элементы, которые можно встроить в оконное стекло, и они могут трансформировать архитектуру, городское планирование и производство электроэнергии. Такое изобретение, опубликовано в Nano Energy.

Исследователи преуспели в производстве солнечных батарей на основе перовскита следующего поколения, которые генерируют электричество и пропускают свет. Сейчас они изучают, как новая технология может быть встроена в коммерческие продукты с Viridian Glass — крупнейшим производителем стекла в Австралии.

Эта технология превратит окна в активные генераторы энергии, потенциально революционизируя дизайн здания. Исследователи говорят, что 2 м² солнечного окна будут генерировать примерно столько же электроэнергии, сколько стандартная солнечная панель на крыше.

Идея полупрозрачных солнечных элементов не нова, но предыдущие проекты провалились, потому что они были очень дорогими, нестабильными или неэффективными. Австралийцы изобрели другой подход.

Они использовали органический полупроводник, который можно превратить в полимер, и использовали его для замены обычно используемого компонента солнечного элемента (известного как Spiro-OMeTAD), который демонстрирует очень низкую стабильность, поскольку создает бесполезное водянистое покрытие. Заменитель дал удивительные результаты.

 «Эффективность преобразования солнечной энергии на крыше составляет от 15 до 20%. Полупрозрачные ячейки имеют эффективность преобразования 17%, при этом пропуская более 10% входящего света, поэтому они находятся прямо в зоне получения ультрафиолета. Я давно мечтал иметь окна, которые генерируют электричество, и теперь это становится реальностью. Мы будем стремиться разработать крупномасштабный процесс производства стекла, который можно легко перенести в промышленность, чтобы производители могли легко освоить эту технологию». Яцек Ясениак, Центр передовых технологий ARC в науке об экситонах (Exciton Science) и Университет Монаш.

Солнечные окна станут благом для владельцев зданий и жителей, и принесут новые проблемы и возможности для архитекторов, строителей, инженеров и проектировщиков. Потому что так получается компромисс. Солнечные элементы можно сделать более или менее прозрачными. Чем они прозрачнее, тем меньше вырабатывается электричества, поэтому архитекторам это нужно учитывать.

Он добавил, что солнечные окна, окрашенные в той же степени, что и нынешние коммерческие окна, будут генерировать около 140 Вт электроэнергии на м². Первое применение, скорее всего, будет в многоэтажных домах. Потому что большие окна, установленные в высотных зданиях, дороги в изготовлении. Дополнительные затраты на включение в них полупрозрачных солнечных элементов будут незначительными.

Но даже с дополнительными затратами здание получает электричество бесплатно. До сих пор каждое здание проектировалось исходя из предположения, что окна в основном пассивны. Теперь они будут активно производить электричество. Планировщикам и дизайнерам, возможно, придется даже пересмотреть то, как они размещают здания на площадках, чтобы оптимизировать ловлю стенами солнца.

В настоящее время исследователи тестируют тандемное устройство, где будут использоваться солнечные элементы на основе перовскита в качестве нижнего слоя и органические солнечные элементы в качестве верхнего.

Что касается того, когда на рынке появятся первые коммерческие полупрозрачные солнечные батареи, встроенные в оконные стекла, это будет зависеть от того, насколько успешным будет масштабирование технологии. Разработка таких солнечных окон приведет к новым стеклянным инновациям и технологиям в будущем.

По материалам источника:

Спасибо за прочтение! laughЕсли вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения.