Solarna okna proizvajajo električno in toplotno energijo

Znanstveniki na Univerzi za znanost in tehnologijo v Hongkongu so razvili dvopasovno okno za selektivno pridobivanje sončne energije (SSH), ki temelji na transparentni fotovoltaiki (TPV) in transparentnem solarnem absorberju (TSA). TSA se uporablja za pretvorbo ultravijolične (UV) ali bližnje infrardeče (NIR) svetlobe v toplotno energijo.

Zbrano toplotno energijo črpamo s prezračevanjem zraka in jo lahko uporabimo za ogrevanje notranjih prostorov v hladni sezoni ali za zmanjšanje obremenitve notranjih prostorov pri hlajenju v topli sezoni,« pojasnjujejo. Za SSH smo dokazali 42-odstotno prepustnost vidne svetlobe. okna, učinkovitost pretvorbe sončne energije v električno energijo 0.75 odstotkov in povečanje temperature prezračevalnega zraka za 10 stopinj Celzija."

Ekipa je kot zunanje okno uporabila luminiscenčni sončni koncentrator (TPV), ki temelji na kvantnih pikah (QD) bakrovega indijevega sulfida in cinkovega sulfida (CuInS2/ZnS). Sposoben je zbirati UV svetlobo in jo prenašati na neprozorno fotovoltaično napravo, ki se nahaja na robu prozorne podlage za proizvodnjo električne energije. In TSA se uporablja za ustvarjanje notranje strani okna, ki ustvarja in zbira toploto.

Ekipa pravi: "Toplotna energija se v glavnem črpa iz prezračevanega zraka znotraj reže in se uporablja za različne namene, kot je ogrevanje notranjih prostorov v hladni sezoni."

Akademiki so ustvarili prototip velikosti 30 cm x 30 cm x 2,4 cm tako, da so sestavili element TPV s TSA na notranji strani. Trdijo, da naprava kaže precejšnjo prepustnost vidne svetlobe in je sposobna proizvesti 6 vatov električne energije in približno 150 vatov toplote na kvadratni meter.

Pravijo: »Toplotna energija je 25-krat večja od proizvedene električne energije, kar kaže na to, da je zbiranje toplotne energije izjemnega pomena za sončna zbiralna okna, vgrajena v stavbe. Celotna učinkovita učinkovitost zbiranja toplotne energije s prezračevanjem zraka je ocenjena na več kot 30 odstotkov pri tipičnih pogojih delovanja za aplikacije ogrevanja prostorov v stavbah."

Rezultate opisujejo v svojem nedavnem članku "Selective Solar Harvesting Windows for Full-Spectrum Utilization", objavljenem v Advanced Science. Rezultati študije so opisani v članku "Selective Solar Harvesting Windows for Full-Spectrum Utilization" v Science.

Pravijo, da lahko "okna SSH prihranijo do 61,5 odstotka letne energije za ogrevanje, prezračevanje in klimatizacijo (HVAC) v primerjavi z navadnim steklom in lahko ustvarijo 19,1 odstotka letnega prihranka energije."