Te okna produkują prąd!

1
Te okna produkują prąd!
http://dlaklimatu.pl/te-okna-produkuja-prad/
Panele fotowoltaiczne kojarzą się z ciemnymi, płaskimi konstrukcjami na
dachu, ale to może się już niedługo zmienić. Dzisiaj dąży się do jak
największego zespolenia technologii OZE ze szkieletem budynków. A jak
wiadomo, każdy budynek ma tylko jeden dach, zaś okien dziesiątki.
Ogniwa, których nie widać
W innym wpisie wspomnieliśmy o tym, że fotowoltaiczne folie i okna są transparentne.
Trzeba jednak dodać, że nie są one w 100% przezroczyste, ale w niższym stopniu. Dopiero
niedawno naukowcy z Michigan State University (MSU) zaprezentowali prawdziwie
przezroczyste, bezbarwne „ogniwa“, które nie różnią się wyglądem od okien. Widać je na
zdjęciu powyżej. Większość z dotychczasowych szkieł PV wyglądała tak, jak by była
barwiona na wzór zdjęć w sepii. Te okna jednak wyglądają zupełnie zwyczajnie, a ogniwa są
ukryte w krawędziach. Tajemnica tkwi w tym, jak promienie słoneczne trafiają do tych
krawędzi.
Wynalazek MSU jest luminescencyjnym koncentratorem energii słonecznej. Jest to szkło
z tzw. kropkami kwantowymi, czyli mikroprzestrzeniami przenoszącymi ładunek. Dlatego
kropki kwantowe zwane są też sztucznymi atomami. Są to sztuczne twory, a ich wytwórcy
decydują o ich kształtach, rozmiarach i liczbie uwięzionych nośników. Kropki absorbują
2
promieniowanie słoneczne i działają jak światłowód, prowadząc energię do krawędzi, w
których są ogniwa właściwe. Taki koncentrator wychwytuje promieniowanie słoneczne
niezależnie od kątu nachylenia.
Koncentratory słoneczne
Oprócz koncentratora luminescencyjnego, są jeszcze inne. Koncentratory każdego typu służą
do podniesienia efektywności instalacji fotowoltaicznej. Najbardziej popularne są
koncentratory w postaci luster, soczewek i podobnych systemów optycznych, które mają za
zadanie skupiać światło na dużej powierzchni i kierować je na ogniwa fotowoltaiczne. W celu
osiągnięcia jeszcze większej efektywności, systemy te działają na zasadzie trackerów, a więc
śledzą słońce i obracają się za nim w ciągu dnia. Tego typu koncentratory nie są jednak bez
wad. Niestety, skupiając więcej promieni słonecznych, są powodem podwyższonej
temperatury na ogniwach. A to wcale nie sprzyja ich pracy. Wręcz przeciwnie, obniża
sprawność ogniw PV. Problem ten został wyeliminowany przy koncentratorach
luminescencyjnych i jest to ich wielką zaletą.
Fotowoltaiczne okna
Wiele firm próbuje wejść na rynek z ofertą gotowych okien fotowoltaicznych i wcale nie
muszą one odbiegać wyglądem od standardowych okien. Przykładem są okna izraelskiej
firmy Pythagoras Solar. Okna te zbudowane są z podwójnej szyby, a ogniwo znajduje się
wewnątrz. Zamknięcie ogniwa w oknie jest jednocześnie jego zabezpieczeniem.
Małe ogniwa PV w oknie są ułożone jako prostopadłe warstwy między szybami, a nie
dodatkowa równoległa do okna powierzchnia. Dzięki temu oraz dzięki specjalnemu
systemowi optycznemu okna wpuszczają do pomieszczeń dużo światła i jest to światło
rozproszone, więc nie razi. Zaś sama szyba jest faktycznie przezroczysta. Tego typu okno jest
dosyć grube, a przez to ma też dobre właściwości izolacyjne. Na pierwszy rzut oka
przypomina szybę z wbudowanymi żaluzjami. Prostopadłe ułożenie ogniw na wielu
poziomach w oknie pozwala na uzyskanie wyższej efektywności systemu. Jest to tylko jedno
z możliwych rozwiązań.
Poniższy film w języku angielskim pokazuje wygląd i zastosowanie tych okien.
Szkło fotowoltaiczne z roku na rok ewoluuje i staje się coraz bardziej transparentne.
Zintegrowanie ogniw PV z konstrukcją wieżowców, drapaczy chmur czy domów
wielorodzinnych może sprawić, że budynki te będą samowystarczalne. Takie technologie
przyczyniają się do jeszcze większej popularyzacji odnawialnych źródeł energii i z pewnością
mogą ułatwić życie prosumentom. Co więcej, mogą tworzyć społeczeństwa prosumentów.
Artykuł opracowano na podstawie następujących źródeł:
http://planetaoze.blog.pl/tag/okna-fotowoltaiczne/
http://msutoday.msu.edu/news/2014/solar-energy-that-doesnt-block-the-view/
http://materialyinzynierskie.pl/okna-kropkami-kwantowymi-panele-sloneczne/
Zdjęcie tytułowe autorstwa Yimu Zhao, Michigan State University, ze strony:
http://msutoday.msu.edu/news/2014/solar-energy-that-doesnt-block-the-view/