Учені з Гонконзького політехнічного університету зробили ще один крок до світу, де кожне вікно генерує електроенергію, а архітектура стає частиною енергосистеми. Вони представили проривну технологію напівпрозорих сонячних елементів, створивши новий метод оцінки матеріалів для «сонячних вікон», і досягли рекордної ефективності перетворення світла — 6,05%.
Учені з Гонконзького політехнічного університету зробили ще один крок до світу, де кожне вікно генерує електроенергію, а архітектура стає частиною енергосистеми. Вони представили проривну технологію напівпрозорих сонячних елементів, створивши новий метод оцінки матеріалів для «сонячних вікон», і досягли рекордної ефективності перетворення світла — 6,05%.
Гонконзькі вчені створили технологію, в рази ефективнішу за сонячні панелі. Прозорі сонячні вікна від PolyU досягли рекордної ефективності: 6,05% світла тепер перетворюється на енергію. Розробка демонструє поліпшену теплоізоляцію та експлуатаційну стабільність, пише interestingengineering.com. Їх можна буде використовувати як вікна, екрани та оздоблення фасадів.
Команда під керівництвом професора Ґан Лі й дослідника Ю Цзяншена розробила показник FoMLUE (Figure of Merit for Light Utilization Efficiency) — новий параметр, що оцінює, наскільки добре матеріали використовують світло в напівпрозорих сонячних елементах (ST-OPV).
Цей коефіцієнт враховує три ключові фактори:
пропускання світла — наскільки вікно залишається прозорим;
енергетичну щілину матеріалу;
густину струму, яку елемент може генерувати.
Використовуючи FoMLUE, вчені змогли відібрати найкращі комбінації матеріалів і створили напівпрозорі сонячні панелі, що перевершили всі попередні результати. Завдяки низькій вартості виробництва, екологічному складу і природному кольору під впливом сонячного світла, сонячні вікна можуть зіграти ключову роль у створенні архітектури, що генерує енергію. Дослідники вважають, що при використанні правильних матеріалів будівлі незабаром зможуть отримувати сонячну енергію, не жертвуючи дизайном або оглядом.
На відміну від традиційних панелей, прозорі сонячні елементи можуть бути інтегровані у вікна, фасади або дисплеї, не порушуючи дизайну. Вони одночасно пропускають світло та виробляють енергію — ідеальне рішення для «розумних» будівель, електромобілів і теплиць.
Дослідники з’ясували, як місце розташування впливає на ефективність сонячних вікон. У цьому допомогла перехідна модель для моделювання вироблення електроенергії, впливу на охолодження та опалення будівель. Застосувавши модель до 371 міста по всьому Китаю, вчені виявили, що понад 90% з них відчутно заощадили б на оплаті рахунків за електроенергію. Найкращих результатів було досягнуто в регіонах зі спекотним літом і м’якою зимою, де річна загальна економія енергії досягла 1,43 ГДж на квадратний метр.
Це відкриття припускає, що склопакети з прозорими сонячними панелями можуть бути особливо ефективні в тропічному і субтропічному кліматі, де багато сонячного світла і висока потреба в кондиціонуванні повітря.
Науковці впевнені, що прозорі сонячні елементи стануть ключовим компонентом сталих міст майбутнього.
«Наші результати демонструють, що такі матеріали не лише ефективні, але й адаптивні до різних кліматів. Це відкриває великі перспективи для комерційного використання у „розумних“ вікнах», — каже професор Лі.
Раніше схожу технологію винайшов американський інженер Джим Полл. Він створив технологію відновлювальної електроенергії, вдосконаливши вікна ClearPower, щоб вони могли працювати як сонячні панелі.
А експерти американської компанії WAVJA, що базується у Нью-Йорку, створили крихітні глобуси — від трохи більше дюйма до майже чотирьох дюймів завбільшки, — які можуть використовувати як сонячне, так і штучне світло для виробництва електрики
Австрійські вчені своєю чергою створили мініатюрні сонячні панелі, які можна встановлювати на дрони
