Der Wirkungsgrad von teilweise transparenten Fenstern mit Sonnenkollektoren lag über 11%

Das National Renewable Energy Laboratory ( NREL ) arbeitet seit langem daran, einen effektiven Prototyp von Glasfenstern zu entwickeln, die die Rolle von Sonnenkollektoren spielen. Solche Fenster haben einen doppelten Zweck. Zum einen reduzieren sie die Raumtemperatur, da der Transparenzgrad verändert werden kann. Zweitens erzeugen sie Strom. Und je geringer die Transparenz eines solchen Glases ist, desto mehr Energie produzieren solche Fenster. Jetzt liegt der Wirkungsgrad von "Solarfenstern" bei 11,3%. Solarzellen werden aus dem Lieblingsmaterial vieler Labors hergestellt - Perowskit.

Die Hersteller der Fenster errechneten, dass ihre Fenster Unternehmen, deren Gebäude mit einer Neuheit ausgestattet sind, ermöglichen, Kühlkosten zu sparen. Übrigens, normalerweise für die Belüftung, Kühlung oder Heizung, werden etwa 80% des Budgets für Energiekosten benötigt. Wenn Sie diese Entwicklung verwenden, können Sie die Kosten erheblich senken (obwohl die Entwickler noch nicht berechnet haben, wie viel).

Bei Beleuchtung aktiviert die photothermische Erwärmung die Absorberschicht, die aus einer komplexen Verbindung - Perowskit-Methylaminhalogenid - besteht, aufgrund der Methylamin-Dissoziation von einem transparenten Zustand (68% sichtbare Durchlässigkeit) in einen absorbierenden Zustand „photovoltaischer Farbe“ (durchläuft weniger als 3% der sichtbaren Strahlung). Nach dem Abkühlen wird der Methylaminkomplex wiederhergestellt und die Absorberschicht in einen transparenten Zustand zurückversetzt, in dem die Vorrichtung wie ein normales Fenster wirkt, durch das sichtbares Licht hindurchtreten kann. "

Die an diesem Projekt beteiligten Spezialisten untersuchten detailliert den Grund für den Rückgang der Fenstereffizienz nach dem ersten Zyklus. Im Allgemeinen kann ihr System nach Fertigstellung etwa 50.000 Zyklen standhalten. Eine Standard-Fotozelle, ein Panel, das 25 Jahre lang arbeiten kann, hat ungefähr 9.000 Zyklen.

Der Champion unter den vom Team erstellten Fenstern ist ein System, das mit einem Wirkungsgrad von 11,3% arbeiten konnte. Das durchschnittliche Ergebnis von fünf Fenstern beträgt 10,3%, was ebenfalls sehr gut ist. Kürzlich wurde in den USA eine Studie durchgeführt, deren Autoren davon ausgehen, dass in den nächsten Jahren etwa 40% des Stroms in den USA mit Fenstersystemen dieses Typs oder ähnlichen Strukturen erzeugt werden. Darüber hinaus wurde der geschätzte Wirkungsgrad der Systeme mit 5% angegeben. Dafür ist es notwendig, dass 464 515 m ² Gläser „intelligent“ sind.


In Abbildung d. Es ist deutlich zu sehen, wie intelligentes Glas immer mehr Energie erzeugt, wenn sich der Zustand von vollständig transparent zu undurchsichtig ändert. Die maximale Leistung von Glas ist zwar nur während des ersten Zyklus relevant. Dann sinkt die Systemleistung

Im Allgemeinen sieht die Technologie selbst recht vielversprechend aus. Es gibt jedoch einige Kleinigkeiten, die als kritisch bezeichnet werden können. Beispielsweise kann die Transparenz von „Solarfenstern“ (noch) nicht reguliert werden. Vielleicht werden die Entwickler diese Funktion etwas später hinzufügen, aber bisher funktioniert alles nach folgendem Prinzip: Je heller die Außenseite, desto dunkler die Innenseite. Ja, Strom wird erzeugt, aber wird es für Menschen, die in einem durch solche Fenster geschlossenen Büro arbeiten, einfacher sein?

Höchstwahrscheinlich nicht. Andererseits kann man sich vorstellen, dass solche Gläser nicht in einer Reihe, sondern mit einem bestimmten Intervall installiert werden, um ein bestimmtes Beleuchtungsniveau im Inneren bereitzustellen. Oder sie bedecken Böden mit solchen Gläsern, wo Menschen nicht ständig sind. In diesem Fall können Sie ohne Anpassung auskommen.

Übrigens gibt es auch völlig transparente Sonnenkollektoren . Es wurde von Forschern der Michigan State University erstellt. Das Material sieht aus wie Glas, ist vollständig transparent, kann aber Energie erzeugen. Natürlich nicht mit so hoher Effizienz wie die oben beschriebenen „Smart Windows“, aber dennoch. Dieses Material nutzt die Technologie eines "Solarkonzentrators", wenn die darin enthaltenen organischen Salze unsichtbare Strahlung (Ultraviolett und Infrarot) absorbieren. Innerhalb des Panels gelangt diese Strahlung in den Infrarotbereich. Dann dringt die Strahlung, die von den Ebenen der Platte im Inneren reflektiert wird, bis zu ihren Rändern ein. Nun, dort sind bereits gewöhnliche Fotozellen installiert, die Licht absorbieren und Energie freisetzen.

Leider beträgt der Wirkungsgrad in diesem Fall nur 1%, obwohl die Entwickler glauben, dass er auf 5% gesteigert werden kann. Bei modernen Solarmodulen erreicht der Wirkungsgrad 25%, unter Laborbedingungen werden auch alle 50% beobachtet. 1% ist aber auch gut, besonders wenn Sie solche Brillen in Regionen mit der höchsten Sonneneinstrahlung installieren.