Исследователи из
Стекло уже играет важную роль в преобразовании солнечной энергии, так как этот материал чаще всего используется для создания защитной оболочки для фотоэлектрических панелей и солнечных коллекторов. Тем не менее, исследования университетов Калифорнии и Массачусетса, среди других соискателей места под солнцем для окон, могут внести изменения в плане расширения возможностей стекла в процессе генерирования солнечной энергии.
Для создания такой панели используются два прозрачных проводниковых элемента вместо более темных цветных металлов, то есть они будут работать в качестве замены обычного стекла, встречающегося в зданиях. Еще одной ключевой особенностью инновации является то, что эти альтернативы стеклу могут захватывать инфракрасное излучение, в отличие от видимого света.
Панели, известные как полимерные солнечные ячейки PSC (polymer solar cells), способны пропускать около 70 процентов естественного освещения. Это делает их схожими по внешнему виду на тонированные стекла.
Янг Янг (Yang Yang), руководитель исследования и профессор наук о материалах и технике Калифорнийского университета, сказал, что новые PSC из пластика материалы и легкие, и гибкие. Более того, они могут быть получены в больших объемах по низким ценам.
Основной проблемой в связи с поиском способов замены оконного стекла является то, что в итоге окна относительно неэффективны в смысле превращение солнечного света в электричество, преобразовывая около 4% энергии, что проходит сквозь него.
Команда исследователей UCLA не первые, кто думают о таком понятии, в частности, компания 3М в октябре прошлого года объявила о продукте, который превращает обычное стекло в солнечные панели. Идея 3M заключалась в использовании клейкой ленты, которая наносится на окно, чтобы преобразовывать солнечный свет в энергию. Однако, клейкие полоски только около 20 процентов эффективнее традиционных фотоэлектрических элементов в преобразовании солнечного света. Кроме того, полосы способны блокировать 80% видимого света и 90% всех инфракрасных волн.
В отличие от прозрачных элементов, предложенных UCLA, ячейки 3M имеет светло-зеленый цвет.
Стекло, расположенное на внешней стороне окна, также может быть связано с преобразованием солнечной энергии в качестве увеличительного средства для солнечных лучей. Так называемые зеркально расширенные фотоэлектрические системы (mirror augmented photovoltaic systems) стремятся использовать зеркальные поверхности, чтобы привлечь больше солнечной энергии на фотоэлемент.
Исследователи из Массачусетского технологического института нашли недорогой способ сосредоточить максимум освещенности с использованием стекла. Ученые разработали систему, которая использует несколько разноцветных стеклянных панелей, которые располагаются на внешней поверхности существующей установки. Панели поглощают часть видимого света, оставляя лишь инфракрасное излучение, проходящее на фотоэлектрические ячейки.
Поскольку стеклянные панели способны концентрировать свет на своих краях, то они могут повысить эффективность существующей PV установки «на коэффициент 40», заявил Марк Бальдо (Marc Baldo), лидер исследования и адъюнкт-профессор Массачусетского технологического института электротехники.
Кроме того, установка на зеркальной основе может также работать как солнечный коллектор для подогрева воды.
Старт-аповская компания Thermata, Пасадена, штат Калифорния, продвигает идею еще дальше, используя зеркала, которые отслеживают солнце по небу благодаря камерам. Таким образом, зеркало всегда находится в идеальном положении, чтобы отразить наибольшее количество солнечного света. Остаётся надеяться, что стекло, которое так существенно увеличивает эффективность солнечных лучей, станет обычным атрибутом пластиковых окон, существенно не влияя на их цену.
