Cum pot deveni ferestrele panouri fotovoltaice? Geamurile își păstrează și transparența

Pentru a transforma orice fereastră standard în panou fotovoltaic, oamenii de știință au dezvoltat un strat de acoperire nou, transparent, care poate fi aplicat pe acestea, păstrând în același timp transparența ferestrei.

Ferestrele transformate în panouri fotovoltaice ar produce terawați de energie

Este rezultatul muncii unei echipe de la Universitatea Nanjing din China, iar cercetătorii au dezvoltat deja un mic prototip funcțional.

Dacă am aplica acest strat pe toate ferestrele disponibile din lume, am putea vorbi despre terawați de energie verde.

Cunoscută sub denumirea tehnică de „concentrator solar de tip difractiv incolor și unidirecțional” (CUSC), acoperirea direcționează o parte din fotonii luminii solare către părțile laterale ale panoului ferestrei.

Aici, celulele fotovoltaice montate îi transformă în energie electrică, în timp ce restul luminii trece prin ele.

Citește și: Sistemele de panouri fotovoltaice de balcon scad factura la curent cu 60%. Spania a făcut-o

„Designul CUSC reprezintă un pas înainte în integrarea tehnologiei solare în mediul construit, fără a sacrifica estetica”, spune inginerul optic Wei Hu, citat de sciencealert.com. 

„Reprezintă o strategie practică și scalabilă pentru reducerea emisiilor de carbon și autosuficiența energetică”, adaugă el.

Principiul panourilor fotovoltaice ar putea să fie utilizat și la ferestrele clădirilor - Foto: Freepik (cu rol ilustrativ)

Conform cercetătorilor, acest nou strat de acoperire depășește opțiunile existente în ceea ce privește transparența, scalabilitatea și eficiența.

Citește și: Cum se curăță panourile fotovoltaice? Etapele de urmat. Ce trebuie evitat la îndepărtarea murdăriei?

Stratul de acoperire permite în continuare trecerea a 64,2% din lumina vizibilă și menține o precizie a culorilor de 91,3%.

Ferestrele transformate în panouri fotovoltaice permit trecerea luminii

Materialul este fabricat din cristale lichide colesterice (CLC), care au proprietăți care permit interacțiunile necesare cu lumina pe măsură ce aceasta trece prin ele.

Prin suprapunerea diferitelor straturi de CLC, acoperirea este capabilă să acopere întregul spectru de lumină.

În mod crucial, doar o singură polarizare a luminii – adică una dintre multiplele moduri în care lumina se mișcă ca o undă – este captată și direcționată pentru a fi convertită în energie. Acest lucru permite ferestrei să continue să funcționeze ca o fereastră.

„Prin proiectarea structurii filmelor de cristale lichide colesterice, creăm un sistem care difractează selectiv lumina polarizată circular, ghidând-o în ghidul de undă din sticlă la unghiuri abrupte”, spune inginerul optic Dewei Zhang.

Citește și: Nereguli la firmele care vând panouri fotovoltaice. Ce a descoperit ANAF?

În testele efectuate cu lumină laser verde – culoarea la care ochiul uman este cel mai sensibil – 38,1% din energia disponibilă a fost captată și transformată, ceea ce reprezintă un potențial maxim ridicat pentru această tehnologie.

În testele făcute în condiții mai realiste și cu spectrul complet de lumină, eficiența globală a fost de 18,1%.

Cercetătorii au reușit deja să dezvolte un prototip de 2,5 centimetri folosind acoperirea, care colectează suficientă energie pentru a alimenta un ventilator mic.

La scară mare, pe o fereastră de dimensiuni normale, s-ar putea genera o cantitate substanțială de energie electrică.

Deoarece acoperirea poate fi aplicată pe ferestre normale, fără prea multe modificări, echipa speră că aceasta poate fi comercializată – deși mai sunt multe de făcut până atunci.

Cercetătorii spun că se pot face mai multe pentru a îmbunătăți stabilitatea și fabricarea acoperirii, iar eficiența conversiei energiei trebuie, de asemenea, îmbunătățită – cantitatea totală de energie solară primită care se transformă efectiv în energie electrică utilizabilă.