Революционното откритие може да превърне всеки град в соларен парк и да осигури достатъчно енергия за нуждите на всичките му жители. Този нов проект ще спести големи площи земя, необходима за поставяне на конвенционални панели, с което ще опази земеделските земи, горите и естествените местообитания на животните.
Амбициозните цели за нисковъглеродно бъдеще поставят човечеството пред необходимостта да оптимизира максимално пространствата за генериране на възобновяема енергия. Прозрачните соларни панели правят оптимизацията напълно възможна, тъй като освен че могат да събират слънчева енергия от вертикално положение, те са напълно прозрачни, което им позволява да бъдат монтирани на мястото на прозорци. Това ще позволи лесното им приложение в ежедневието ни – в офисите, в домовете, а защо не и на шибидаха на колите.
Как функционира?
Новата технология събира светлинна енергия през прозорци или всяка стъклена повърхност, независимо от ъгъла. Тя има потенциала да промени играта по отношение на разширяването на обхвата на слънчевата енергия и да я направи по-достъпна и по-лесно улавяна.
По отношение на инженерството, изследователите са създали няколко начина за събиране на слънчева енергия чрез прозрачната технология. Повечето от тях функционират като прозрачен слънчев концентратор, което означава, че са направени да абсорбират специфични UV и инфрачервени светлинни дължини на вълните, които не са видими с просто око, и да ги трансформират в енергия, способна да захранва електрониката.
Тази технология се нарича още фотоволтаично стъкло и се произвежда, за да осигури вариращо ниво на прозрачност. Още през 2014 г. изследователи от Мичиганския държавен университет (MSU) разработиха напълно прозрачен соларен концентратор, който може да превърне почти всеки стъклен лист или прозорец във фотоволтаична клетка.
До 2020 г. учените в Съединените щати и Европа вече са успели да постигнат 100 процента прозрачност на слънчевото стъкло, което ни приближава една стъпка по-близо до целта за устойчиво бъдеще, което не зависи от индустрията за изкопаеми горива.
Какви са предимствата?
Прозрачните слънчеви панели са изключително важни, тъй като в съвременното общество стъклото е практически навсякъде и техния монтаж може да стане безпроблемно на всяко едно място. Като се започне от екрана на телефоните ни и се стигне до небостъргачите, само в Съединените щати има от 5 до 7 милиарда квадратни метра стъклени повърхности. Представете си огромното количество електричество, което би могло да се генерира, ако можем да използваме тази мощност.
Като се има предвид това, трябва също да се отбележи, че конвенционалните слънчеви панели изискват широка зона за инсталиране, както и значителни първоначални разходи. Поради тези ограничения е трудно да се приложат в градски райони. Прозрачни слънчеви панели, от друга страна, могат да бъдат внедрени в тези области, проправяйки пътя за сгради с нулево нетно потребление на енергия и помагайки на градовете да постигнат климатичните цели.
„Силно прозрачните слънчеви клетки представляват вълната на бъдещето за нови слънчеви приложения“, споделя Ричард Лънт, доцент по химическо инженерство и наука за материалите в Мичиганския държавен университет (MSU). „Ние анализирахме техния потенциал и показахме, че като събират само невидима светлина, тези устройства могат да осигурят подобен потенциал за генериране на електроенергия като слънчевата енергия на покрива, като същевременно предоставят допълнителна функционалност за подобряване на ефективността на сгради, автомобили и мобилна електроника.“
Бъдещето на високотехнологичните прозорци
Лънт и колегите му от MSU са пионери в разработването на прозрачен луминисцентен слънчев концентратор, който, поставен на прозорец, създава слънчева енергия, без да нарушава гледката. Тънкият, подобен на пластмаса материал може да се използва върху сгради, прозорци на автомобили, мобилни телефони или други устройства с прозрачна повърхност.
Постепенно технологията на прозрачните соларни стъкла вече се появява на различни места по света, което ни дава надеждата, че скоро може да се стигне до по-масовото ѝ използване. Например, дизайнът на Международното училище в Копенхаген използва 12 000 цветни, но ясни слънчеви панела в цялата сграда, произвеждащи 200 MWh енергия годишно – това очевидно е повече от половината от енергията, която сградата консумира.
В друг пример, който се случи миналата година, сградата на биомедицинските и физическите науки в кампуса на Мичиганския държавен университет беше надстроена с инсталирането на 100 квадратни фута прозрачни слънчеви стъклени панели, които бяха разположени над входа на сградата. Те ще генерират достатъчно електричество, за да захранват осветлението в атриума му.
Има обаче някои пречки, които стоят на пътя. Преди технологията да може да увеличи мащаба на употребата си, учените трябва да повишат нейната ефективност, тъй като има компромис ефективност/прозрачност. Според Лънт силно прозрачните слънчеви приложения записват ефективност над 5%, докато традиционните слънчеви панели обикновено са около 15% до 18% ефективни. Колкото по-прозрачен е панелът, толкова по-малко е ефективен, поради което не се очаква прозрачните панели да надхвърлят или заменят стандартните слънчеви панели, с които сме свикнали. Все пак технологията потенциално може да помогне на човечеството да стигне по-бързо до едно наистина устойчиво и по-екологично бъдеще, тъй като би могла да бъде приложена към много повече допълнителни повърхности.
„Това е, към което работим“, допълва Лънт. „Традиционните слънчеви приложения се изследват активно повече от пет десетилетия, но ние работим върху тези изключително прозрачни слънчеви клетки само от около пет години. В крайна сметка тази технология предлага обещаващ път към евтино, широко разпространено слънчево приемане на малки и големи повърхности, които преди са били недостъпни.“
