Окна домов будут преобразовывать солнечный свет в электричество


Окна домов будут преобразовывать солнечный свет в электричество

Если на крыше и стенах можно установить традиционные солнечные батареи, то для окон нужны новые, в буквальном смысле прозрачные решения. Одно из перспективных направлений развития «энергетических окон» основано на применении специальных органических покрытий, обеспечивающих сбор солнечных лучей на большой площади, с последующим фокусированием полученной энергии на фотоэлектрических элементах.

Как известно, до 80% света, попадающего на стеклянное покрытие, оказывается в своеобразной прозрачной ловушке благодаря эффекту полного внутреннего отражения. Остается только направить его на фотоэлектрический преобразователь и заставить работать. Для усиления эффекта ученые предложили наносить на стеклянные панели специальную краску. Ее молекулы поглощают свет в широком диапазоне видимого солнечного спектра, преобразуя их в световые колебания с большей длиной волн и направляя на фотоэлектрические элементы, расположенные по краю стекла.

Основные принципы светособирающих покрытий были разработаны в США еще в 1970-х, однако практическая реализация была достигнута только в 2008-12 гг., благодаря работам специалистов Массачусетского Технологического института под руководством Марка Балдо.

Коэффициент полезного использования солнечного света в первых экспериментальных образцах был достаточно невелик (5,6%-6,8%), а само покрытие – недолговечным, поскольку уже через 2,5-3 месяца разрушалось под действием солнечных лучей. Однако в последующих разработках команде Бальдо удалось в значительной мере устранить эти недостатки. Последние образцы двухслойного органического покрытия позволяют рассчитывать на повышение энергетического к. п. д. окна уже до 15-17% при значительном (до 2-3 лет) увеличении длительности их жизни.

Альтернативное технологическое решение «выдаивания» солнечного электричества предлагают британские ученые. Группа исследователей из Эдинбургского университета под руководством Тапаса Малика разработала универсальные концентраторы света. Их можно размещать не только внутри стеклопакета как собственно окон, так и декоративного внешнего остекления, но и устанавливать независимо на стенах и крышах зданий.

Читайте также:  Физикам удалось получить уникальное вещество, которого нет на Земле

Каждый из концентраторов представляет собой миниатюрную трубку, расширенный открытый конец которой улавливает солнечный свет, а в узкой части располагается фотоэлектрический элемент. По сравнению с обычными солнечными батареями новые устройства обойдутся дешевле (на 35-40%), поскольку основным материалом для них служит обычный плексиглаз. Согласно данным разработчиков, уже начальная эффективность системы концентраторов достигает 20%, при этом с каждого квадратного метра оборудованной ими площади можно будет собирать до 200 ватт электроэнергии.

И это еще не предел: практические испытания показали, что новая система позволяет рассчитывать на использование для производства электричества до 75% всего света, попадающего в окно. Правда, при этом возникают сложности уже другого рода – оставшейся четверти светового потока может просто не хватить для полноценного освещения внутренних помещений. Однако создатели концентраторов обещают решить и эту проблему посредством создания возможности для регулировки их впитывающей способности в зависимости от того, насколько ярко светит солнце.


Комментарии
Авторизоваться с помощью: 
avatar
Авторизация
*
*
Авторизоваться с помощью: 
Генерация пароля