Εάν έχουμε κάθε πιθανότητα να αντιστρέψουμε ή και να επιβραδύνουμε την κλιματική αλλαγή, θα χρειαστούμε όλη την καθαρή ενέργεια που μπορούμε να πετύχουμε. Η ηλιακή ενέργεια θα μπορούσε ενδεχομένως να είναι μια μεγάλη φέτα της πίτας δύναμης. Όμως, ιδιαίτερα στις μεγάλες πόλεις, όπου η κατανάλωση ενέργειας είναι υψηλή, δεν υπάρχει αρκετός ανοικτός χώρος για τη δημιουργία μαζικών ηλιακών εκμεταλλεύσεων - για παράδειγμα, το σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Ivanpah Solar Electric αναλαμβάνει 3.500 στρέμματα της έρημο Mojave της Καλιφόρνια.
σχετικό περιεχόμενο
- Οι ηλιακοί συλλέκτες στις οθόνες των Smartphone θα μπορούσαν να τροφοδοτήσουν τις συσκευές
Η ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί αρκετά εύκολα από περιοχές έξω από τις πόλεις. Ωστόσο, η ηλιακή απόδοση έχει φυσικά όρια, οπότε είναι σημαντικό να χρησιμοποιηθεί όλο το διαθέσιμο χώρο για την παραγωγή ενέργειας. Και ενώ οι στέγες της πόλης αφήνουν χώρο για ηλιακούς συλλέκτες, ο χώρος αυτός θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να αναπτυχθεί τοπική τροφή σε εύκρατα κλίματα.
Υπάρχουν όμως πολλά δυνητικά παράθυρα που παράγουν ενέργεια σε υψηλές θέσεις και ουρανοξύστες.
Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν έχουν αναπτύξει σαφείς πλαστικούς ηλιακούς συλλέκτες που μπορούν να τοποθετηθούν στα παράθυρα χωρίς να εμποδίζουν την θέα. Οι ίδιοι συλλέκτες μπορούν επίσης να προσχωρήσουν στις οθόνες των κινητών συσκευών. Σύμφωνα με πρόσφατο άρθρο του περιοδικού Advanced Optical Materials, το πλαστικό αφήνει όλο το ορατό φως. Τα ηλιακά συλλεκτικά παράθυρα δεν θα εμφανιστούν χρωματισμένα ή θολά στο ανθρώπινο μάτι. Αντίθετα, το υλικό είναι ενσωματωμένο με μικροσκοπικά φθορίζοντα μόρια οργανικού άλατος, τα οποία έχουν κατασκευαστεί έτσι ώστε να απορροφούν μόνο τμήματα του φωτεινού φάσματος που δεν βλέπουν οι άνθρωποι, όπως το υπεριώδες και το εγγύς υπέρυθρο φως.
Ο Richard Lunt, ένας βοηθός καθηγητής στο κράτος του Μίτσιγκαν και ένας από τους συγγραφείς του βιβλίου, λέει ότι τα μόρια είναι παρόμοια με εκείνα που απαντώνται στη φύση, απλώς ελαφρώς τροποποιημένα. "Τους προσαρμόζουμε για να ανταποκριθούμε στις ανάγκες μας", γράφει σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο. "Αυτή είναι η συλλογή συγκεκριμένων εξαρτημάτων στο αόρατο ηλιακό φάσμα και η λάμψη σε άλλο μήκος κύματος στο υπέρυθρο." Αυτή η υπέρυθρη "λάμψη" συλλέγεται στη συνέχεια από λωρίδες φωτοβολταϊκών κυψελών (ουσιαστικά μικροσκοπικών ηλιακών συλλεκτών) στην άκρη του υλικού και γυρνά σε ηλεκτρική ενέργεια. Από εκεί, τα ενσύρματα παράθυρα θα μπορούσαν να απομακρύνουν τη συγκομιδή ενέργειας σε τοπικές μπαταρίες ή να επιστρέψουν στο ηλεκτρικό δίκτυο.
Ο Επίκουρος Καθηγητής Richard Lunt και ο Yimu Zhao, διδάκτωρ, δοκιμάζουν το διαφανές ηλιακό υλικό στο Πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν. (GL Kohuth) Ο διαφανής ηλιακός συλλέκτης χρειάζεται ακόμα ένα δίκαιο κομμάτι διύλισης, καθώς η απόδοσή του είναι σχετικά χαμηλή: μόνο το 1% του υπεριώδους και σχεδόν υπέρυθρου φωτός μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό. Τα περισσότερα εμπορικά ηλιακά πάνελ σήμερα είναι μεταξύ 15 και 20 τοις εκατό αποτελεσματικά. Αλλά ο Lund πιστεύει ότι η τεχνολογία πρέπει να φτάσει το 5% ή και περισσότερο με περαιτέρω έρευνα.
«Εξετάζουμε ενεργά τις διαδρομές για να βελτιώσουμε την αποτελεσματικότητα, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα της λάμψης, διευρύνοντας την περιοχή απορρόφησης του υπέρυθρου φάσματος», γράφει η Lunt. Αναφέρει επίσης ότι η περαιτέρω ρύθμιση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των μορίων συλλογής φωτός και του διαφανούς υλικού που είναι ενσωματωμένα θα αυξήσει την ποσότητα ενέργειας που συλλέγεται.
Η Lunt λέει ότι η βασική ιδέα των ηλιακών συλλεκτών φωταύγειας είναι εδώ και δεκαετίες. Αλλά, σε αντίθεση με άλλα έργα, το έργο αυτό στοχεύει στη συγκομιδή του μη ορατού φωτός. Ισχυρίζεται ότι μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας την τυπική βιομηχανική επεξεργασία και απαιτούν μόνο μια μικρή ποσότητα ηλιακών κυψελών στην άκρη του υλικού για τη συλλογή της ενέργειας οπτικά. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να είναι αρκετά ανέξοδες να παράγουν. Το γεγονός ότι μπορούν να εγκατασταθούν στην υπάρχουσα υποδομή των κτιρίων και των παραθύρων θα πρέπει επίσης να μειώσει το κόστος έναντι των αυτόνομων ηλιακών συλλεκτών.
Η Lunt σκέφτεται ότι είναι πιθανό ότι η τεχνολογία θα εμφανιστεί πρώτα στα μικρά ηλεκτρονικά, επειδή παράγει ήδη αρκετή ενέργεια για να τροφοδοτήσει πράγματα όπως οι ηλεκτρονικοί αναγνώστες και τα έξυπνα παράθυρα. Η ομάδα έχει ιδρύσει μια εταιρεία, Ubiquitous Energy, Inc., η οποία εργάζεται για την εμπορία της τεχνολογίας. Περιμένουν να δουν τους διαφανείς ηλιακούς συλλέκτες στα κτίρια και τα κινητά ηλεκτρονικά μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια.
Ο καθηγητής δεν πιστεύει ότι οι πιθανές εφαρμογές σταματούν εκεί, σημειώνοντας ότι η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε άλλες γυάλινες επιφάνειες, όπως παρμπρίζ αυτοκινήτων.
"Μπορείτε ακόμη να σκεφτείτε να τοποθετήσετε αυτές τις συσκευές πάνω σε επιφάνειες όπου σας ενδιαφέρει η διατήρηση ορισμένων αισθητικών ή μοτίβων, όπως παρακαμπτήριος, υφάσματα ή ακόμη και πινακίδες», γράφει η Lunt. "Θα μπορούσαν να είναι γύρω μας χωρίς να ξέρουν ότι είναι εκεί."
