به گزارش تجارت نیوز، با افزایش بحران انرژی و حرکت جهان بهسوی کاهش مصرف سوختهای فسیلی، فناوریهای نوین انرژی پاک بیش از هر زمان دیگری اهمیت پیدا کردهاند. یکی از چالشهای مهم در این مسیر، استفاده بهینه از فضاهای موجود برای تولید برق است. پنجرهها بهعنوان بخشی جدانشدنی از ساختمانها و وسایل نقلیه، سالهاست بهعنوان گزینهای بالقوه برای تولید انرژی خورشیدی مطرح میشوند. اکنون پژوهشگران کرهای گامی بزرگ در این مسیر برداشتهاند و از پنجرههای خورشیدی شفاف هیبریدی رونمایی کردهاند که نهتنها در روز، بلکه در شب نیز قادر به تولید برق هستند.
تعریف دوباره پنجرههای خورشیدی
این فناوری جدید توسط تیمی به رهبری جون یونگ-سئوک، استاد مهندسی انرژی یکپارچه در دانشگاه کره، و با همکاری دانشگاه هوافضای کره و مؤسسه علوم و فناوری کره (KIST) توسعه یافته است.
برخلاف پنجرههای خورشیدی شفاف متداول که معمولا برای افزایش شفافیت، از کارایی خود میکاهند یا باعث تغییر رنگ نور ورودی میشوند، این سیستم جدید موفق شده است تعادل کمنظیری میان شفافیت، دقت رنگ و تولید انرژی برقرار کند.
به گفته محققان، این پنجرهها ظاهری کاملا مشابه پنجرههای معمولی دارند و نور طبیعی را بدون اعوجاج وارد فضا میکنند، در حالی که همزمان برق تولید میکنند.
فناوری پشت پرده؛ ترکیب هوشمند نور و انرژی
راز موفقیت این پنجره خورشیدی در ساختار نوآورانه آن نهفته است. این سیستم از ترکیب دو فناوری کلیدی بازتابنده براگ توزیعشده (DBR)و سلولهای خورشیدی سیلیکونی دوطرفه بهره میبرد. بازتابنده DBR بهطور انتخابی نور نامرئی نزدیک به مادون قرمز را بازتاب میدهد و آن را به سمت سلولهای خورشیدی هدایت میکند، در حالی که بخش عمده نور مرئی بدون مانع از پنجره عبور میکند. نتیجه این طراحی هوشمندانه آن است که انرژی از طول موجهایی استخراج میشود که معمولا در پنجرههای معمولی هدر میروند. دانشمندان توضیح میدهند که در سلولهای خورشیدی لایه نازک رایج، فرآیند جذب نور اغلب باعث تحریف رنگ میشود و همین موضوع استفاده گسترده آنها را در ساختمانها محدود کرده است. اما در این فناوری جدید، این مشکل تا حد زیادی برطرف شده است.
تولید برق در روز و شب
یکی از مهمترین ویژگیهای این پنجره خورشیدی، قابلیت تولید برق ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته است. این سیستم در طول روز از نور خورشید و در شب از نورهای داخلی مانند لامپهای LED و فلورسنت برای تولید انرژی استفاده میکند. بر اساس نتایج آزمایشها، این پنجره خورشیدی توانسته است ۷۵.۶ درصد عبور نور مرئی را حفظ کند؛ عددی که آن را از نظر روشنایی با یک پنجره معمولی قابل مقایسه میسازد. همچنین شاخص نمود رنگ (CRI) که معیار دقت نمایش رنگهاست، در این فناوری به ۹۳.۸ درصد رسیده است؛ رقمی بسیار بالا که نشان میدهد رنگها تقریبا بدون تغییر از طریق پنجره دیده میشوند.
کاربردها؛ از ساختمانهای صفر انرژی تا خودروهای برقی
جون یونگ-سئوک در توضیح آینده این فناوری میگوید: «در آینده، این فناوری میتواند در بخشهای مختلف صنعتی، از ساختمانهای با مصرف انرژی صفر گرفته تا پنجرههای خودروهای برقی، مورد استفاده قرار گیرد.» با توجه به اینکه ساختمانها سهم قابلتوجهی از مصرف انرژی جهانی را به خود اختصاص میدهند، استفاده از پنجرههای خورشیدی شفاف میتواند نقش مهمی در کاهش مصرف برق و انتشار گازهای گلخانهای داشته باشد. همچنین در خودروهای برقی، این پنجرهها میتوانند به تأمین بخشی از انرژی مورد نیاز سیستمهای داخلی کمک کنند.
پنجرههای خورشیدی شفاف جدید کرهای، نمونهای روشن از آینده فناوری انرژی پاک هستند؛ جایی که زیبایی، کارایی و پایداری در کنار هم قرار میگیرند. این فناوری با حفظ شفافیت بالا، دقت رنگ چشمگیر و تولید برق پایدار در شب و روز، میتواند تعریف تازهای از پنجرههای ساختمانی و خودرویی ارائه دهد.
مطالعه این پروژه با حمایت وزارت تجارت، صنعت و منابع کره و موسسه KETEP انجام شده و نتایج آن در مجله معتبر Joule منتشر شده است؛ نشانهای از اعتبار علمی و اهمیت جهانی این دستاورد است.
