Прозорци, генериращи електричество – реалност или научна фантастика? Швейцарски учени проектираха по-ефективни прозрачни слънчеви панели

Естествената светлина, която тече през прозорците ви, един ден може да направи много повече от това да освежи настроението ви

Учени в Швейцария постигнаха нов рекорд за ефективност на прозрачните слънчеви клетки, проправяйки пътя за прозорци, генериращи електричество, които биха могли да помогнат за захранването на нашите домове и устройства.

Известни също като клетки Grätzel, сенсибилизираните с багрило слънчеви клетки (DSC) са вид евтина слънчева клетка, която използва фоточувствително багрило, прикрепено към повърхността на полупроводник, за да преобразува видимата светлина в енергия.

Предишните версии на DSC до голяма степен разчитаха на пряка слънчева светлина, но учените от École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) откриха начин да направят прозрачни фотосенсибилизаторите. Това са молекули, които могат да се активират от светлина и могат да „адсорбират“ енергия от нея през целия й видим спектър.

„Нашите открития проправят пътя за лесен достъп до високопроизводителни DSC и предлагат обещаващи перспективи за приложения като захранване и замяна на батерии за електронни устройства с ниска мощност, които използват околна светлина като източник на енергия“, пишат авторите на изследването, публикувано в научното списание Nature.

Прозрачни соларни панели

DSC са прозрачни, гъвкави и могат да бъдат произведени в широка гама от цветове на относително ниска цена. Тези прозрачни слънчеви панели вече се използват в капандури, оранжерии и стъклени фасади.

През 2012 г. конгресният център SwissTech стана първото приложение на DSC- технология в обществена сграда.

През 2017 г. Международното училище в Копенхаген откри своята нова сграда, покрита с приблизително 12 000 сини, прозрачни соларни панела, които използват DSC-технологията. Те осигуряват около 300 мегаватчаса (MWh) електроенергия на година, покривайки повече от половината от годишните енергийни нужди на училището.

Прозрачна соларна технология с 30% ефективност

Но въпреки факта, че прозорците, генериращи енергия, са на пазара от няколко години, един от основните им недостатъци, е техният ограничен капацитет за генериране на електричество в сравнение с традиционните слънчеви клетки. Новият пробив на екипа в EPFL скоро може да помогне за преодоляване на тази бариера.

Благодарение на новия дизайн на молекулата, който са открили швейцарските учени, се повишава ефективността на преобразуване на мощността на DSC – с други думи, делът на слънчевата енергия, който се преобразува в използваема електроенергия – се увеличава от 15 на 30 %. За сравнение, търговските слънчеви панели в момента имат средна ефективност от около 20 %.

Новото поколение DSC също демонстрира „дългосрочна оперативна стабилност“ от поне 500 часа.

Материалите, които преобразуват слънчевата светлина в електрическа енергия, имат огромен потенциал да задоволят нарастващата нужда на планетата от рентабилни технологии за възобновяема енергия.

Стъклените прозорци притежават огромен потенциал: Представете си, ако цели небостъргачи могат да бъдат превърнати във вертикални слънчеви ферми?

През 2017 г. екип от Мичиганския държавен университет разработва нов тип слънчев концентратор, генериращ слънчева енергия, когато се постави над прозорец. Към днешна дата изследвания сочат, че прозрачните слънчеви технологии могат да осигурят около 40 процента от търсенето на енергия в САЩ. Изчислено е, че ако се комбинира със слънчеви модули на покрива – и правилната технология за съхранение – този дял може да нарасне до почти 100 процента.

В ЕС слънчевата енергия представлява 12,2 процента от цялата произведена електроенергия. Това е най-високият дял, измерен до сега и регистриран през лятото на тази година.

Въз основа на настоящите тенденции слънчевият концентратор има потенциала да задоволи до 20 процента от търсенето на електроенергия в ЕС до 2040 г., според Европейската комисия.

Повечето от слънчевата енергия на планетата в момента остава „неуловена“. Как ли би изглеждал света, ако всеки прозорец около нас можеше „да събира“ слънчевата светлина?

Превод и редакция: Венета Николова