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
Rosyjski szpieg nad Bałtykiem. Polska poderwała myśliwce
Rosyjski szpieg nad Bałtykiem. Polska poderwała myśliwce
Ukraińcy zniszczyli Oriesznika. Nikt o tym nie wiedział
Ukraińcy zniszczyli Oriesznika. Nikt o tym nie wiedział
Rosjanie przeszukują złomowiska. Ukraińcy dobrze wiedzą, czego szukają
Rosjanie przeszukują złomowiska. Ukraińcy dobrze wiedzą, czego szukają
Zniszczyli prawie połowę. Rosjanie tracą Pancyry
Zniszczyli prawie połowę. Rosjanie tracą Pancyry
Nowa broń Rosjan. To moduł na bazie Impuls-M
Nowa broń Rosjan. To moduł na bazie Impuls-M
Czarny kot przebiegł drogę? Stąd wzięła się ich sława
Czarny kot przebiegł drogę? Stąd wzięła się ich sława
Ma rozmiary walizki. Poleci w otchłań przestrzeni kosmicznej
Ma rozmiary walizki. Poleci w otchłań przestrzeni kosmicznej
Wstrzymali ruch samochodów elektrycznych przez Most Krymski. Boją się eksplozji
Wstrzymali ruch samochodów elektrycznych przez Most Krymski. Boją się eksplozji
Szukali odpowiedzi 80 lat. Zaobserwowano wyjątkowe fale na Słońcu
Szukali odpowiedzi 80 lat. Zaobserwowano wyjątkowe fale na Słońcu
Ukrainiec o bombach Rosjan. Mówi o ich celności
Ukrainiec o bombach Rosjan. Mówi o ich celności
Chińczycy na Księżycu coraz bliżej. W 2026 r. pierwsze testy
Chińczycy na Księżycu coraz bliżej. W 2026 r. pierwsze testy
Test zakończony. Kometa 3I/ATLAS minęła Słońce
Test zakończony. Kometa 3I/ATLAS minęła Słońce