Clădirile ar putea să producă în curând energia de care au nevoie pentru consumul propriu datorită celulelor solare transparente

in Business, Energie 9 July 201813 Views

Casele ╚Öi cl─âdirile de biroruri reprezint─â 75% din consumul de energie electric─â din Statele Unite ╚Öi 40% din consumul total de energie. Cea mai mare problem─â o constituie ferestrele deoarece acestea sunt locurile unde exist─â pierderi de energie, ├«ns─â, potrivit Laboratorului Na╚Ťional de Energii Regenerabile din SUA, acestea sunt totodat─â ╚Öi solu╚Ťia pentru diminuarea consumului de energie.

├Än trecut, cercet─âtorii din domeniul ╚Ötiin╚Ťei materialelor au ├«ncorporat filme absorbante de lumin─â ├«n geamurile din sticl─â. Dar aceste ferestre solare au tendin╚Ťa de a avea o nuan╚Ť─â ro╚Öiatic─â sau brun─â, pe care arhitec╚Ťii o consider─â de neacceptat. Noile tehnologii au adus ├«ns─â ├«mbun─ât─â╚Ťiri ╚Öi au creat ferestre solare care reu╚Öesc s─â absoarb─â aproape invizibil ultraviolete (UV) sau lumin─â infraro╚Öie.

Acest lucru las─â sticla clar─â ├«n timp ce blocheaz─â radia╚Ťiile UV ╚Öi infraro╚Öii care ├«n mod normal p─âtrund prin ea, uneori furniz├ónd c─âldur─â nedorit─â. Prin reducerea acumul─ârii de c─âldur─â ├«n timp ce genereaz─â energie, ferestrele “au perspective uria╚Öe”, inclusiv posibilitatea ca o cl─âdire de birouri mare s─â se poat─â furniza energie,┬áspune Lance Wheeler, expert ├«n energia solar─â din cadrul Laboratorului.

Cele mai multe celule solare, cum ar fi celulele siliconice cristaline standard care domin─â industria, sacrific─â transparen╚Ťa pentru a-╚Öi maximiza eficien╚Ťa ╚Öi pentru procentul de energie ├«n lumina soarelui transformat─â ├«n energie electric─â. Cele mai bune celule de silicon au o eficien╚Ť─â de 25% de convertire a luminii soarelui ├«n electricitate. ├Äntre timp, o nou─â clas─â de materiale solare opace, numit─â ÔÇŁperovskitÔÇŁ, asem─ân─âtoare siliconului cu o eficien╚Ť─â maxim─â de 22%. Nu numai c─â perovskitul este mai ieftin dec├ót siliconul, dar poate fi reglat ╚Öi pentru a absorbi frecven╚Ťele specifice ale luminii prin reglarea re╚Ťetei chimice a acestora.

Perovskitul este un material cu o structur─â cristalin─â, cu un poten╚Ťial ridicat de a ├«ntrece ├«n popularitate siliconul ÔÇô momentan cel mai folosit semiconductor ├«n aplicarea de celule solare la nivel mondial.

Perovskitul ÔÇô viitorul pentru panourile solare ieftine ╚Öi eficiente

O echip─â condus─â de Richard Lunt, inginer chimist de la Universitatea de Stat din Michigan, din East Lansing, a raportat luna trecut─â ├«n revista Joule, c─â a reglat materialele pentru a dezvolta o fereastr─â solar─â care absoarbe UV cu o eficien╚Ť─â de 0,5% folosind perovskite-ul. De╚Öi acest procent este mai mic dec├ót eficien╚Ťa celor mai bune celule perovskite, Lunt spune c─â este suficient de mare pentru a dezvolta o alt─â tehnologie de ferestre: sticl─â care se ├«ntunec─â la cerere ╚Öi care opre╚Öte lumina intens─â ├«n c─âldura zilei, reduc├ónd astfel necesitatea aerului condi╚Ťionat din cl─âdiri de aer. Lunt consider─â c─â echipa sa area g─âsit un mod sigur pentru a ob╚Ťine o eficien╚Ť─â de 4% ├«n urm─âtorii c├ó╚Ťiva ani. La acea rat─â, celulele pot s─â aprovizioneze o parte din iluminatul ╚Öi aerul condi╚Ťionat al cl─âdirii.

La cel─âlalt cap─ât al spectrului se afl─â lumina infraro╚Öie, care love╚Öte suprafa╚Ťa P─âm├óntului mai intens dec├ót lumina UV ╚Öi poate genera mai mult─â energie electric─â. Anul trecut, ├«n Nature Energy, echipa lui Lunt a raportat c─â a f─âcut celule transparente, care absorb lumina UV ╚Öi infraro╚Öu cu o eficien╚Ť─â de 5%, folosind panouri “fotovoltaice” organice – o pelicul─â sub╚Ťire de semiconductori organici ╚Öi metale. Lunt spune c─â sistemele viitoare care folosesc perovskitul pentru a captarea luminii din produselor organice ar putea atinge o eficien╚Ť─â de 20%, fiind ├«n acela╚Öi timp aproape ├«n ├«ntregime transparente.

O a treia abordare a ferestrelor solare transparente se bazează pe așa-numitele concentratoare solare luminescente

├Än aceste ferestre, punctele cuantice, care sunt mici particule semiconductoare, absorb lumina la frecven╚Ťele UV ╚Öi infraro╚Öu ╚Öi o transmit din nou la lungimile de und─â pe care le capteaz─â celulele solare tradi╚Ťionale. Lumina re-emis─â este concentrat─â ╚Öi aruncat─â lateral, prin sticl─â, spre benzi de celule solare ├«ncorporate ├«n cadrul ferestrei. Deoarece punctele cuantice sunt ieftine ╚Öi doar o cantitate mic─â de celule solare este necesar─â pentru a capta lumina re-emis─â, aceste ferestre solare promit s─â fie ieftine. ├Än plus, celulele solare func╚Ťioneaz─â mai bine sub lumin─â intens─â ╚Öi concentrat─â. Deja aceste ferestre au atins o eficien╚Ť─â de 3,1%, potrivit lui Victor Klimov, un chimist la Laboratorul Na╚Ťional Los Alamos, ╚Öi colegii s─âi care au raportat acest lucru ├«n revista Nature Photonics din ianuarie.

Nu ignora╚Ťi ├«nc─â ferestrele semitransparente, spune Michael McGehee, expert la ferestre solare ╚Öi perovskite la Universitatea Stanford din Palo Alto, California. Anul trecut, de exemplu, Departamentul de Energie al SUA a acordat 2,5 milioane de dolari companiei Next Energy Technologies din Santa Barbara, California, pentru a-╚Öi perfec╚Ťiona ferestrele cu celule solare organice semitransparente. Compania a atins o eficien╚Ť─â de 7%, cu ferestre care absorg jum─âtate din lumina soarelui care le love╚Öte, inclusiv lumin─â vizibil─â. Acest lucru le ├«ntunec─â ├«n compara╚Ťie cu o sticl─â clar─â, dar deoarece absorb lumin─â de pe spectru, mai degrab─â dec├ót la anumite frecven╚Ťe, ele nu iau nuan╚Ťa ro╚Öie sau maronie.

“Se pare c─â o fereastr─â care absoarbe aproximativ jum─âtate din lumina ├«n ├«ntreg spectrul vizibil arat─â foarte bine”, spune McGehee, care de asemenea serve╚Öte drept consilier al companiei.

Lance Wheeler nu este sigur care tehnologie va ajunge s─â fie cea mai bun─â. Un factor va fi toxicitatea: sticla ╚Öi numeroasele tehnologii pentru ferestre solare con╚Ťin o cantitate mic─â de substan╚Ťe toxice. De asemenea, tehnologiile trebuie s─â fie suficient de durabile pentru a fi folosite pre╚Ť de c├óteva decenii, dup─â cum cere industria construc╚Ťiilor. Dar spune c─â este sigur c─â viitoarele cl─âdiri nu-╚Öi vor atrage toat─â puterea din re╚Ťea ╚Öi vor deveni independente din punct de vedere energetic.

 

 

Comentarii

comentarii