Сонячні вікна виробляють електричну та теплову енергію
Jun 30, 2022
Вчені з Гонконзького університету науки і техніки розробили дводіапазонне вікно селективного сонячного збирання (SSH) на основі прозорого фотоелектричного (TPV) і прозорого сонячного поглинача (TSA). TSA використовується для перетворення ультрафіолетового (УФ) або ближнього інфрачервоного (БІК) світла в теплову енергію.
Зібрана теплова енергія витягується шляхом вентиляції повітря і може бути використана для обігріву внутрішніх приміщень у холодну пору року або для зменшення навантаження на охолодження всередині приміщень у спекотну пору року», – пояснюють вони. Ми продемонстрували світлопроникність видимого світла 42 відсотки для SSH. вікна, ефективність перетворення сонячної енергії в електрику 0,75 відсотків і підвищення температури вентиляційного повітря на 10 градусів Цельсія».
В якості зовнішнього вікна команда використовувала люмінесцентний сонячний концентратор (TPV) на основі сульфіду міді і сульфіду цинку (CuInS2/ZnS) (QD). Він здатний збирати ультрафіолетове світло і передавати його на непрозорий фотоелектричний пристрій, розташований на краю прозорої підкладки для виробництва електроенергії. А TSA використовується для створення внутрішньої сторони вікна, яка генерує та збирає тепло.
Команда каже: «Теплова енергія в основному витягується з вентильованого повітря всередині щілини і використовується для різних цілей, наприклад, для опалення внутрішніх приміщень у холодну пору року».
Вчені створили прототип 30 см x 30 см x 2,4 см, зібравши елемент TPV з TSA всередині. Вони стверджують, що пристрій має значну пропускання видимого світла і здатний генерувати 6 Вт електроенергії і приблизно 150 Вт тепла на квадратний метр.
Вони кажуть: «Теплова енергія в 25 разів більше, ніж вироблена електроенергія, що показує, що збір теплової енергії є надзвичайно важливим для вбудованих сонячних колекторних вікон. Загальна ефективна ефективність збору теплової енергії за допомогою повітряної вентиляції оцінюється в понад 30 відсотків за типових умов експлуатації для опалення будівель».
Вони описують результати у своїй нещодавній статті «Селективні сонячні вікна для використання повного спектру», опублікованій в Advanced Science. Результати дослідження описані в статті «Селективні сонячні вікна збирання для повного використання спектру» в Science.
Вони кажуть: «Вікна SSH можуть заощадити до 61,5% річної енергії на опалення, вентиляцію та кондиціонування повітря (HVAC) порівняно зі звичайним склом, і вони можуть генерувати 19,1% річної економії енергії».
