Нове китайське «сонячне віконне покриття» може збирати енергію та живити побутові прилади

(Зображення: © Philippe LEJEANVRE/Getty Images)

Вчені в Китаї розробили новий спосіб збору сонячної енергії, наносячи напівпрозоре покриття на вікно, щоб спрямувати енергію від навколишнього світла до краю скла, де її можна вловлювати та зберігати.

Зі зростанням глобального попиту на енергію існує потреба в нових технологіях, які можуть включати захоплення енергії в свою архітектуру. Вартість сонячних установок різко знизилася з 2010 року, в результаті чого в Америці було встановлено понад чотири мільйони сонячних батарей. Прогнозується, що ця тенденція продовжиться, але що, якби ми могли покращити використання сонячної енергії, використовуючи також вікна будівель? Саме це вчені мали на меті розглянути в дослідженні, опублікованому 28 липня в журналі PhotoniX.

Вже доступні вікна, що генерують сонячну енергію, які використовують аморфні кремнієві елементи, арсенід галію, органічні фотоелектричні елементи або інші методи для захоплення сонячної енергії. Однак вони дорогі та неефективні, захоплюючи лише до 20% сонячного світла. Крім того, ефект тонування сучасних сонячних вікон призводить до затемнення світла, що потрапляє в кімнату, що може бути корисним влітку, але не так бажано взимку. Спотворення світла також є проблемою, особливо якщо воно маскує приємний краєвид.

Вам може сподобатися

Ваші побутові гаджети незабаром можуть бути без батарейок — вчені створюють крихітні сонячні елементи, які можуть живитися від світла в приміщенні
Лазерно-струминний «чорний метал» може зробити сонячні технології в 15 разів ефективнішими
Вчені звернулися до червоної цибулі для покращення сонячних елементів — і це може зробити сонячну енергетику більш екологічною

Вчені з Нанкінського університету в Китаї розробили холестеричний рідкий кристал (ХРК) — безбарвну рідину, яка може відбивати світло завдяки своїй спіральній структурі. ХРК зазвичай використовуються в термометрах і кольорових дисплеях.

Кілька шарів ХРК можна використовувати для перенаправлення світла, створюючи безбарвний та односпрямований сонячний концентратор (БКС). КСКС потім може спрямовувати світло за допомогою БКС до краю скла, де світлова енергія захоплюється інтегрованими кремнієвими фотоелектричними елементами.

Інженери нанесли це покриття за допомогою інтенсивного процесу очищення, під час якого вони спрямовували високочастотні звукові хвилі на скло, щоб видалити з нього всі забруднення.

У випробуваннях п'ять шарів CLC було нанесено на скло діаметром 1 дюйм (2,5 сантиметра). Цей прототип CUSC зміг живити вентилятор потужністю 10 мВт на вулиці в Нанкіні, Китай, протягом літа.

Прогнозується, що ця технологія буде найефективніше впроваджена в містах поблизу екватора, де зазвичай більше сонячного світла протягом року порівняно з містами, розташованими ближче до полюсів. Незрозуміло, який вплив, якщо такий буде, матиме ця нова технологія на природне нагрівання приміщень сонячним світлом.

Автори дослідження згадують про поширення надвисотних будівель. Однак така архітектура обмежується великими містами, і є ознаки того, що висотні будівлі стають менш популярними. У 2021 році Китай заборонив будівництво нових будівель заввишки понад 500 метрів (1640 футів) і тепер запроваджує обмеження на будівлі заввишки понад 250 м (820 футів) — причому в менших містах діють ще суворіші обмеження.

ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ

— «Святий Грааль» сонячної технології має на меті відправити «нестійкий кремній» в історію

—Надтонке сонячне «покриття» може перетворити чохли для телефонів та електромобілі на міні-генератори енергії

—Прорив у наночастинках може зробити «святий Грааль» сонячної енергетики досяжним

За оцінками, типове вікно шириною 6,5 футів (2 м) з CUSC може збільшити зібрану сонячну енергію в 50 разів. Однак, щоб встановити, як зростає продуктивність вікон, які зазвичай встановлюються в сучасних будинках, або великих панелей, що знаходяться в комерційних будівлях, потрібні подальші випробування. Залишаються питання без відповідей, такі як те, як CUSC захищатиме від дощу, граду чи снігу, пташиного посліду (який є кислотним) та миття вікон. У дослідженні не згадується про будь-який захисний шар для захисту CUSC. Будь-який такий шар, якщо його додати, звичайно, може створити нові проблеми, якщо він перешкоджатиме захопленню енергії.

Незважаючи на це, CUSC є значним кроком уперед у сфері захоплення сонячної енергії для будівель і може стати важливою частиною світового ринку відновлюваної енергії, якщо технологія буде розвиватися далі.

ТЕМИ сонячна енергія

Пітер Рей Еллісон

Пітер — інженер з дипломом і досвідчений журналіст-фрілансер, що спеціалізується на науці, технологіях та культурі. Він пише для різних видань, зокрема BBC, Computer Weekly, IT Pro, Guardian та Independent. Він пропрацював журналістом з питань технологій понад десять років. Пітер має ступінь з автоматизованої інженерії Університету Шеффілд Халлам. Він працював як в інженерному, так і в архітектурному секторах, у різних компаніях, зокрема Rolls-Royce та Arup.

Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати

Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.

Вийти Читати далі

Ваші побутові гаджети незабаром можуть бути без батарейок — вчені створюють крихітні сонячні елементи, які можуть живитися від світла в приміщенні

Лазерно-струминний «чорний метал» може зробити сонячні технології в 15 разів ефективнішими

Вчені звернулися до червоної цибулі для покращення сонячних елементів — і це може зробити сонячну енергетику більш екологічною

Китай будує рекордну плавучу вітрову турбіну — вона може змінити обличчя відновлюваної енергетики

Крихітні пристрої, що рухаються сонячним світлом, можуть досліджувати таємничу область земної атмосфери

Розпечена «піщана батарея» тепер опалює невелике фінське містечко
Найновіше в інженерії

Розпечена «піщана батарея» тепер опалює невелике фінське містечко

Секретний космічний літак X37-B випробує квантову навігаційну систему — вчені сподіваються, що одного разу вона замінить GPS

Китай будує рекордну плавучу вітрову турбіну — вона може змінити обличчя відновлюваної енергетики

З Нью-Йорка до Лос-Анджелеса за 3 години? Виконавчий указ може зробити це можливим до 2027 року, знову відкривши двері для комерційних надзвукових польотів

Чи зможемо ми колись побудувати трансатлантичний тунель?

Високотехнологічна «бульбашкова плівка» MIT перетворює повітря на безпечну питну воду — навіть у Долині Смерті
Останні новини

Нобелівську премію з медицини отримали три особи за їхню роботу над імунною толерантністю

Унікальні варіанти генів народу туркана в Кенії можуть допомогти їм вижити в суворій пустельній спеці

Вражаючі зображення фіксують, як антибіотик знищує бактерії в режимі реального часу

Відома приматолог Джейн Гудолл помирає, Іран тоне з тривожною швидкістю, а вчені створюють людські яйцеклітини зі шкіри

Жнивний Місяць 2025: Спостерігайте за рідкісним сходом супермісяця у жовтні серед падаючих зірок

Голоси штучного інтелекту тепер не відрізняються від справжніх людських голосів
ОСТАННІ СТАТТІ

1. Голова Корлека: моторошна трилика кельтська скульптура, знайдена на «Пагорбі смерті» в Ірландії, яка, можливо, була пов'язана з людськими жертвопринесеннями 1900 років тому.

Нобелівську премію з медицини отримали тріо за їхню роботу над імунною толерантністю

Який найдовший термін клінічної смерті людини, яка потім повертається до життя?

4 Вражаючі зображення антибіотика, який знищує бактерії в режимі реального часу

5. Історія науки: Едвін Хаббл розкриває неосяжність Всесвіту, відкривши «стандартну свічку» — 5 жовтня 1923 року

Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.