برق خانه خود را تولید کنید! / پنجره‌هایی با قابلیت جذب انرژی خورشیدی

به گزارش تجارت‌نیوز ، دانشمندان سوئیسی به رکورد جدیدی در کارایی سلول‌های خورشیدی شفاف دست یافته‌اند که راه را برای پنجره‌های مولد برق که می‌توانند به تامین انرژی خانه‌ها و لوازم خانگی ما کمک کنند، هموار می‌کنند. کارایی نور طبیعی که از پنجره وارد خانه می‌شود می‌تواند بسیار بیشتر از روشنایی خانه باشد.

به نقل از یورونیوز ، سلول‌های خورشیدی حساس به رنگ (DSCs) که با نام سلول‌های گراتزل نیز شناخته می‌شوند، نوعی از سلول‌های خورشیدی ارزان قیمت هستند که از رنگ حساس به نور متصل به سطح یک قطعه نیمه‌رسانا برای تبدیل نور مرئی به انرژی استفاده می‌کنند. نسخه‌های قبلی DSCها عمدتاً به نور مستقیم خورشید متکی بودند، اما دانشمندان دانشگاه پلی‌تکنیک فدرال لوزان راهی برای ایجاد حساس‌کننده‌های نوری شفاف یعنی مولکول‌هایی که می‌توانند با نور فعال شوند، پیدا کرده‌اند که می‌توانند نور را در کل طیف مرئی جذب کنند.

نویسندگان این مطالعه در مجله علمی نیچر نوشتند: «یافته‌های ما راه را برای دسترسی آسان به DSCهایی با کارایی بالا هموار می‌کند و چشم‌انداز امیدبخشی را برای کاربردهایی مانند منبع تغذیه و جایگزینی باتری برای دستگاه‌های الکترونیکی کم‌مصرف که از نور محیط به عنوان منبع انرژی خود استفاده می‌کنند، ارائه می‌دهد.

پنل‌های خورشیدی شفاف

DSCهای شفاف، انعطاف‌پذیر هستند و می‌توانند در طیف وسیعی از رنگ‌ها با هزینه نسبتا کم تولید شوند. این پنل‌های خورشیدی شفاف در حال حاضر در نورگیرها، گلخانه‌ها و نماهای شیشه‌ای استفاده می‌شوند. در سال 2012، مرکز کنوانسیون SwissTech برای اولین بار از این فناوری در یک ساختمان عمومی استفاده کرد. در سال 2017، مدرسه بین‌المللی کپنهاگ ساختمان جدید خود را افتتاح کرد که با تقریباً 12 هزار پنل خورشیدی آبی رنگ اما شفاف که از فناوری DSC یکسانی استفاده می‌کنند، پوشیده شده بود.

این پنل‌ها در سال حدود 300 مگاوات ساعت برق تامین می‌کنند که بیش از نیمی از نیازهای انرژی مدرسه را تامین می‌کند.

چشم‌انداز روشن انرژی خورشیدی

اما علیرغم این واقعیت که چند سالی است که پنجره‌های مولد انرژی وارد بازار شده‌اند، یک مساله تکراری، ظرفیت محدود آنها برای تولید برق در مقایسه با سلول‌های خورشیدی سنتی است. البته پیشرفت جدید این تیم مطالعاتی در این زمینه می‌تواند به زودی به غلبه بر این مانع کمک کند.
آنها به لطف طراحی مولکولی جدید، راندمان تبدیل توان DSCها را افزایش داده‌اند. به عبارت دیگر، سهم انرژی خورشیدی تابیده شده به آنها که به برق قابل استفاده تبدیل می‌شود، در نور مستقیم خورشید به بیش از 15 درصد و تا 30 درصد در شرایط نور محیطی هر واحد رسیده است.

برای مقایسه آسان‌تر، پنل‌های خورشیدی تجاری در حال حاضر دارای راندمان متوسط حدود 20 درصد در هر واحد هستند. DSCهای نسل جدید همچنین پایداری عملی حداقل 500 ساعتی را نشان دادند که طولانی مدت محسوب می‌شود. موادی که نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند، پتانسیل زیادی برای برآوردن نیاز روزافزون زمین به فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر و مقرون‌به‌صرفه دارند.

پنجره‌های شیشه‌ای پتانسیل بسیار زیادی دارند. در سال 2017، تیمی در دانشگاه ایالتی میشیگان، نوع جدیدی از متمرکزکننده‌های خورشیدی را تولید کردند که با قرار دادن روی یک پنجره، انرژی خورشیدی ایجاد می‌کردند. آنها بر این باور بودند که فناوری‌های خورشیدی شفاف می‌توانند حدود 40 درصد تقاضای انرژی در ایالات متحده را تامین کنند.

تخمین زده شده که در صورت ترکیب با واحدهای خورشیدی روی پشت بام و فناوری ذخیره‌سازی مناسب این سهم می تواند تقریباً به 100 درصد افزایش یابد.

تابستان امسال در اروپا، انرژی خورشیدی 12.2 درصد از سهم برق تولید شده را در اتحادیه اروپا به خود اختصاص داده است که بالاترین سهم در تاریخ این تکنولوژی است. طبق گفته کمیسیون اروپا، این تکنولوژی تا سال 2040 پتانسیل تامین 20 درصد از تقاضای برق اتحادیه اروپا را دارد.

بخش عمده انرژی خورشیدی زمین در حال حاضر ذخیره نمی‌شود. اگر هر کدام از پنجره‌های خانه‌ها بتوانند این انرزی را جذب کنند اتفاقات فوق‌العاده‌ای در زمینه انرژی در جهان رقم خواهد خورد.