Прозрачные солнечные панели придут на смену оконным стеклопакетам
Учёные из Мичиганского государственного университета (Michigan State University) добились очередных успехов в работе над созданием прозрачных солнечных панелей, которые заменят оконные стекла в будущем. Энергетический концентратор, созданный исследователями, представляет собой прозрачный материал, покрытый органическими молекулами, поглощающими невидимый для человека спектр солнечного света. Инновационный материал можно использовать не только на остеклённых поверхностях строительных сооружений, но и окнах автомобилей, корпусах смартфонов и прочих прозрачных подложках.
Разработчики утверждают, что переход на широкое применение фотогальванических приложений высокой прозрачности для фасадного остекления совместно с солнечными батареями на крышах в перспективе может дать практически полное удовлетворение спроса на электроэнергию, позволяя резко сократить потребление ископаемых видов топлива.
Профессор Ричард Лунт (Richard Lunt) объявил о своих первых успехах в разработке полностью прозрачных солнечных панелей ещё в 2014 году. Лунт и его команда впервые разработали люминесцентный солнечный концентратор, способный при размещении на оконном стеклопакете генерировать солнечную энергию, не нарушая просмотр. Оказалось, что тонкий пластиковый материал можно применять столь же эффективно не только на остеклении зданий, но и автомобильных окнах, мобильных телефонах или других конструкциях с прозрачной поверхностью. Система сбора солнечной энергии использует органические молекулы для поглощения невидимых длин волн солнечного света. Исследователи научились «настраивать» ячейки на захват исключительно ультрафиолетовых и ближних инфракрасных волн, а затем преобразовывать эту энергию в электричество.
Теоретически, инновационные энергетические концентраторы, созданные исследователями MSU, могут достичь эффективности более 5%, в то время как традиционные солнечные батареи обладают эффективностью на уровне 15-18 процентов. Профессор Лунт признает, что на этом этапе исследований, эффективность прототипа стеклопакетов будущего составляет лишь треть их реалистичного общего потенциала. Тем не менее, это большой шаг вперед по сравнению с менее чем 1% эффективности, которой инженеры могли похвастать три года назад.
Авторы разработки отмечают, что в США площадь остекления составляет около 5-7 миллиардов кв. метров, поэтому, если заменить его прозрачными солнечными панелями, можно генерировать достаточно энергии, чтобы покрыть порядка 40% общего энергопотребления страны. Это примерно такой же потенциал, как дают фотоэлектрические установки на крышах. Хотя прозрачные модули, скорее всего, никогда не станут такими же эффективными, как их непрозрачные аналоги, но учитывая столь обширные поверхности, фасадное остекление может стать идеальным дополнением энергогенерирующих технологий в строительной индустрии.
Профессор Лунт подчеркнул: «Традиционные солнечные технологии активно исследуются уже более пяти десятилетий, но мы работаем над своими прозрачными энергогенерирующими материалами менее пяти лет. В конечном итоге эта технология предлагает многообещающий путь к недорогой, широко используемой возможности получения солнечной энергии на небольших и больших поверхностях остекления, которая ранее была недоступной».
На текущий момент во всем мире за счёт сегмента солнечной энергетики покрывается всего лишь около 1,5% спроса на электроэнергию. Смещение глобального энергопотребления от ископаемых видов топлива, которое наметилось в последние годы, потребует всё большего числа инновационных и экономически эффективных технологий получения энергии из возобновляемых источников. С точки зрения общего потенциала добычи электричества, авторы разработки отмечают огромные перспективы данной технологии в строительном сегменте. По словам инженеров MSU, прозрачные материалы, преобразующие солнечную энергию в электричество, которые могут быть применены к окнам, представляют собой мощный источник неиспользованной энергии и могут генерировать намного больше электричества, чем более крупные и более объемные солнечные батареи на крышах.
Подготовлено редакцией tybet.ru по материалам Michigan State University
