Okna solarne będą działać jak fotowoltaika? Wymyślili nową konstrukcję

Chińscy naukowcy opracowali nową technikę przechwytywania energii słonecznej przez okna, co może znacząco poprawić jej wykorzystanie, szczególnie w wysokich budynkach. Pozyskaną energią będzie można potem zasilać urządzenia domowe - opisują badacze.

Nowa powłoka okienna z Chin rewolucjonizuje pozyskiwanie energiiNowa powłoka okienna z Chin rewolucjonizuje pozyskiwanie energii słonecznej
Źródło zdjęć: © Pixabay | InsightPhotography
Amanda Grzmiel

Naukowcy z Chin opracowali nowatorską metodę pozyskiwania energii słonecznej poprzez zastosowanie specjalnego materiału na oknach. Wykorzystali półprzezroczystą powłokę, która kieruje energię ze światła otoczenia na krawędź szyby. Tam jest przechwytywana, magazynowana i może zostać ponownie wykorzystana do zasilania domu. Swoje rozwiązania opisali na łamach naukowego czasopisma "PhotoniX".

Okna z powłoką solarną mogą stać się popularniejsze od paneli

Po panelach fotowoltaicznych, które ma na swoich dachach dziś dziesiątki tysięcy osób, świat zdaje się robić krok naprzód w korzystaniu z odnawialnych źródeł energii. Naukowcy z Uniwersytetu Nankińskiego w Chinach (Nanjing University - NJU) przedstawili koncepcję na specjalne okna fotowoltaiczne, które miałyby być wydajniejsze od paneli.

Technologia powłoki CLC odbijającej energię słoneczną
Technologia powłoki CLC na oknie ze zintegrowanym systemem fotowoltaicznym, który odbija energię słoneczną, a następnie ją magazynuje © "PhotoniX" | Dewei Zhang, Zhenghao Guo i inni

Sam pomysł nie jest nowy, są już obecnie dostępne okna generujące energię słoneczną, które działają w oparciu o różne technologie, takie jak ogniwa z krzemu amorficznego czy arsenku galu. Jednak są one kosztowne i mało efektywne, przechwytując jedynie do 20 proc. światła słonecznego, a ich przyciemnienie może być niepożądane w zimie - przypomina portal Live Science. Nowa technologia z Uniwersytetu Nankińskiego w Chinach opiera się na "ciekłych kryształach cholesterycznych (CLC)", które dzięki swojej strukturze mogą odbijać światło.

CLC są powszechnie stosowane w termometrach i wyświetlaczach kolorowych. W nowej technologii, opisywanej przez chińskich inżynierów, wiele warstw CLC tworzy bezbarwny i jednokierunkowy koncentrator słoneczny (CUSC), który kieruje światło do krawędzi szyby, gdzie energia jest przechwytywana przez zintegrowane krzemowo-fotowoltaiczne ogniwa. Naukowcy nałożyli tę powłokę w intensywnym procesie czyszczenia, w którym skierowali na szkło fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości, aby usunąć z niego wszelkie zanieczyszczenia.

Jak nowa powłoka fotowoltaiczna poradziła sobie w testach?

Podczas testów, pięć warstw CLC na szkle o średnicy 2,5 cm było w stanie zasilić wentylator o mocy 10 mW na zewnątrz. Technologia ta najlepiej sprawdzi się w miastach blisko równika, gdzie słońce świeci przez większą część roku. Nie jest jednak jasne, jaki wpływ nowa technologia będzie miała na naturalne ogrzewanie pomieszczeń przez promienie słoneczne.

Nowa powłoka okienna może zrewolucjonizować pozyskiwanie energii
Okna ze zintegrowanym systemem fotowoltaicznym staną się popularniejsze od paneli solarnych? © Pixabay

W badaniu wspomniano o rosnącej liczbie superwysokich budynków, co z pewnością można zaobserwować w centrum Warszawy, choć ich popularność poza Polską maleje. W 2021 r. Chiny zakazały budowy budynków wyższych niż 500 metrów, a w mniejszych miastach obowiązują jeszcze surowsze ograniczenia. Jak podają naukowcy, szacuje się, że typowe okno o szerokości dwóch metrów z CUSC mogłoby zwiększyć ilość pozyskiwanej energii słonecznej nawet 50 razy. Jednak konieczne są dalsze testy, aby określić, jak technologia ta sprawdzi się w praktyce.

Niektóre pytania pozostają bez odpowiedzi, takie jak ochrona CUSC przed deszczem, gradem czy ptasimi odchodami. Nie wspomniano o żadnej warstwie ochronnej, która mogłaby zabezpieczyć CUSC, co mogłoby stanowić nowe wyzwanie, jeśli ograniczałaby ona przechwytywanie energii. Mimo to, CUSC jest znaczącym krokiem naprzód w dziedzinie pozyskiwania energii słonecznej dla budynków i może stać się ważnym elementem globalnego rynku energii odnawialnej, jeśli technologia zostanie dalej rozwinięta.

Cyfrowy Polak
Cyfrowy Polak © Cyfrowy Polak

Wybrane dla Ciebie

Patrioty tracą skuteczność. Rosyjskie pociski coraz lepsze
Patrioty tracą skuteczność. Rosyjskie pociski coraz lepsze
Celtycki skarb sprzed 2,5 tys. lat. Jego dokładna lokalizacja to tajemnica
Celtycki skarb sprzed 2,5 tys. lat. Jego dokładna lokalizacja to tajemnica
Odkryli nowy gatunek megaraptora. Fascynuje ich jego śmierć
Odkryli nowy gatunek megaraptora. Fascynuje ich jego śmierć
Mocarstwo zadowolone z rosyjskiej broni. Chce jej więcej
Mocarstwo zadowolone z rosyjskiej broni. Chce jej więcej
Starlink w Tatrach. Tatrzański Park Narodowy uruchamia punkty dostępu do internetu
Starlink w Tatrach. Tatrzański Park Narodowy uruchamia punkty dostępu do internetu
Żołnierz spalił helikopter zamiast śmieci. Rosjanie stracili kolejny śmigłowiec Mi-8
Żołnierz spalił helikopter zamiast śmieci. Rosjanie stracili kolejny śmigłowiec Mi-8
Hekatomba czołgów pod Konstantynówką. Dawno takiego szturmu Rosjan nie było
Hekatomba czołgów pod Konstantynówką. Dawno takiego szturmu Rosjan nie było
Hodują miniaturowe mózgi z ludzkich tkanek. Do zasilania komputerów
Hodują miniaturowe mózgi z ludzkich tkanek. Do zasilania komputerów
Rosyjski Pancyr-S1 miał polować na drony. Trafił w coś innego
Rosyjski Pancyr-S1 miał polować na drony. Trafił w coś innego
Małże ostrzegają. Atlantyk na progu destabilizacji
Małże ostrzegają. Atlantyk na progu destabilizacji
Dostawy suną jedna za drugą. Świat nie przewidział takiej skali wsparcia Rosji
Dostawy suną jedna za drugą. Świat nie przewidział takiej skali wsparcia Rosji
Duże zamówienie dla Ukrainy. Ponad 1000 ciężarówek
Duże zamówienie dla Ukrainy. Ponad 1000 ciężarówek