Прозрачные солнечные панели - это слишком хорошо, чтобы быть правдой.

Они способны в одно мгновение превратить города из крупных потребителей в поставщиков электричества и открыть новую революционную эру чистой энергии, сохранив при этом сельскохозяйственные угодья и естественную среду обитания.

Michigan State University

И, поскольку мир стремится к низкоуглеродному будущему, пытаясь обуздать негативные последствия потепления, солнечная энергия, несомненно, должна стать одним из самых сильных наших союзников. Но насколько жизнеспособны прозрачные солнечные технологии? Можем ли мы действительно генерировать электричество через окна офисов, домов, люки автомобилей и даже смартфонов? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Что такое "прозрачная солнечная энергия"?

Прозрачная солнечная энергия - это передовая технология, которая собирает и использует световую энергию через окна или любую стеклянную поверхность, независимо от ее расположения. Потенциал этой технологии может стать переломным в плане развития солнечной энергетики.

С инженерной точки зрения, исследователи разработали несколько способов применения прозрачной гелиотехнологии. В основном, большинство из них функционируют как прозрачные солнечные концентраторы. Они предназначены для поглощения определенных длин волн ультрафиолетового и инфракрасного спектра, (которые не видны невооруженным глазом) и преобразования их в энергию, способную питать электронику.

Эта технология также называется фотоэлектрическим стеклом, и оно производится для обеспечения высокого уровня прозрачности. Еще в 2014 году исследователи из Мичиганского государственного университета (МГУ) разработали первый полностью прозрачный солнечный концентратор, который может превратить практически любой стеклянный лист или окно в фотоэлемент.

А к 2020 году ученые в США и Европе намерены добиться 100-процентной прозрачности солнечного стекла, что еще на один шаг приблизит нас к цели устойчивого будущего, которое не будет зависеть от поставок ископаемого топлива.

В чём преимущества?

Прозрачные солнечные панели будут невероятно актуальны, поскольку в современном обществе стекло встречается практически повсеместно. От экрана вашего телефона до небоскребов (по разным оценкам, только в США насчитывается от 5 до 7 миллиардов квадратных метров стеклянных поверхностей). Представьте себе, какое огромное количество электроэнергии можно было бы выработать, если бы мы могли использовать эту энергию.

При этом следует отметить, что обычные солнечные панели требуют большой площади установки, а также значительных первоначальных затрат. Поэтому в силу этих ограничений их трудно устанавливать в больших мегаполисах. Вместо них можно установить прозрачные солнечные панели, которые "проложат путь к зданиям с нулевой энергией и помогут городам достичь климатических целей и задач".  

Будущее высокотехнологичных окон

И эти идеи существуют не только на бумаге, поскольку прозрачные солнечные технологии уже появляются по всему миру.

Например, в проекте Копенгагенской международной школы используются 12 000 разноцветных, но прозрачных солнечных панелей расположенных по всему периметру зданию и  вырабатывающих ежегодно около 200 МВт/час электроэнергии. Это более половины энергии, потребляемой зданием.

В качестве другого примера можно привести здание биомедицинских и физических наук на территории Мичиганского государственного университета, которое было модернизировано в прошлом году благодаря установке прозрачных солнечных панелей площадью 100 квадратных футов, расположенных над входом в здание. Они генерируют достаточно электроэнергии для питания освещения в  вестибюле.

Однако на этом пути есть некоторые препятствия. Прежде чем масштабировать технологию, ученым необходимо повысить ее эффективность, поскольку существует компромисс между эффективностью и прозрачностью. Чем прозрачнее панель, тем ниже ее эффективность. Поэтому не стоит ожидать, что прозрачные панели смогут стать более эффективными или заменить стандартные солнечные панели, к которым мы привыкли. В любом случае, эта технология может существенно помочь человечеству быстрее прийти к действительно устойчивому и экологичному будущему.

Источники: Michigan State University
(https://msutoday.msu.edu/news/2021/solar-glass-panels-installed) (https://msutoday.msu.edu/news/2017/transparent-solar-technology-represents-wave-of-the-future) (https://www.bard.edu/cep/blog/?p=13019)