Солнечная энергия — это самая дешевая форма новой энергии в десятках стран, там построены рекордные солнечные электростанции по всему миру. Одна даже выглядит как гигантская панда.
Когда мы думаем о солнечных батареях, то обычно представляем громоздкие устройства на крышах, но есть еще одна разновидность солнечной технологии, и она практически невидима.
В течение многих лет исследователи разрабатывали способы создания прозрачных солнечных панелей, которые фактически напоминают стекло, что означает, что они могли бы использоваться в качестве оконных панелей и одновременно преобразовывать свет в электричество.
— Прозрачные солнечные элементы представляют собой волну будущего для нового применения солнечных технологий. Мы проанализировали их потенциал и показали, что благодаря сбору всего лишь невидимого спектра света эти устройства могут обеспечить аналогичный потенциал для производства электроэнергии, как обычная солнечная крыша, обеспечивая при этом дополнительную функциональность для повышения эффективности зданий, автомобилей и мобильной электроники, — пояснил ученый Ричард Лунт из Мичиганского государственного университета.
В 2014 году команда Ричарда Лунта разработала прозрачный люминесцентный солнечный концентратор, который выглядит так же, как кусок прозрачного стекла, но покрыт небольшими органическими молекулами, которые могут поглощать определенные невидимые волны солнечного света.
Материал может захватывать только ультрафиолетовый и ближний инфракрасных длин волн света, видимый свет, который позволяет человеческому видению, не препятствует, поэтому мы можем видеть сквозь камеру.
В своем новом исследовании Лунт и его коллеги изучали эффективность такого рода прозрачных солнечных технологий и оценили, что если такой прозрачной обшивкой покрыть около 5-7 миллиардов квадратных метров стеклянных поверхностей по всей территории США, то она потенциально может обеспечить около 40% потребностей Америки в энергии.
В прошлом году аналогичный анализ, проведенный Департаментом энергетики США, спрогнозировал, что солнечный потенциал крыш зданий в США может удовлетворить примерно столько же потребностей в энергии, сколько и обычные фотопанели.
Согласно расчетам Лунта, два типа ячеек, работающих в унисон благодаря зданиям, обшитым практически везде вырабатывающими энергию материалами, могли бы эффективно обеспечить электричеством все США или, по крайней мере, приблизиться к этой цели.
— Дополнительное развертывание обеих технологий может приблизиться нас к удовлетворению 100% спроса, если мы также улучшим хранение энергии, — считает Лунт.
Полезная поверхность есть не только у зданий. Электрические транспортные средства, использующие прозрачные солнечные батареи, смогут преобразовывать солнечный свет в дополнительный пробег.
В своем нынешнем виде прозрачная солнечная энергия еще не так эффективна, как обычные солнечные батареи: около 5% по сравнению с 15-18%.
Но небоскребы покрыты большим количеством окон, и по мере развития технологии, ее эффективность, как ожидается, улучшится.
В настоящее время солнечная энергия обеспечивает чуть более 1% от всех потребностей США.