Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Okna będą produkowały energię

Recommended Posts

Jeśli naukowcy z MIT-u osiągną to, co zamierzają, w przyszłości szyby w budynkach będą działały jak ogniwa słoneczne, a jednocześnie nie stracą nic ze swojej przejrzystości. Stanie się to możliwe dzięki stworzeniu ogniw fotowoltaicznych z molekuł organicznych. Zostaną one nałożone na zwykłe szyby i umożliwią tworzenie energii zasilającej budynek.

Profesor Vladimir Bulović mówi, że od 50 do 75 procent kosztów ogniw cienkowarstwowych stanowią ceny instalacji, a z kolei połowa kosztów samych paneli to koszty szklanego podłoża i innych części struktury. Uczony twierdzi, że dzięki opracowanej przez niego oraz Richarda Lunta uda się znacznie obniżyć koszt paneli.

Już wcześniej próbowano tworzyć przezroczyste ogniwa słoneczne, jednak albo charakteryzowała je niezwykle niska wydajność (poniżej 1%), albo też blokowały tak dużo światła, że nie mogły być używane na szybach. Uczeni z MIT-u znaleźli nową chemiczną formułę, która po połączeniu z pokryciem częściowo odbijającym podczerwień, zapewnią w przyszłości przezroczystym ogniwom paliwowym wydajność porównywalną z tradycyjnymi ogniwami.

W nowych budynkach czy też tam, gdzie szyby są wymieniane, zastosowanie szyb z ogniwami słonecznymi będzie oznaczało jedynie niewielki wzrost kosztów, gdyż będzie to takie samo szkło, ramy oraz procedury montażowe, jak w przypadku zwykłych okien, na które trzeba by przeznaczyć pieniądze. Jedynymi dodatkowymi elementami będzie okablowanie i kontroler napięcia. W stosowanych obecnie oknach z podwójnymi szybami ogniwa można nakładać na wewnętrzne strony szyb, gdzie będą chronione przed wpływem czynników atmosferycznych.

Obecnie ogniwa z MIT-u znajdują się na wczesnej fazie rozwoju i obecnie ich wydajność wynosi 1,7%. Bulović i Lunta zapewniają, że w przyszłości będą zamieniały w elektryczność aż 12% energii słonecznej, jaka do nich dociera. Uczeni mówią, że ich produkt powinien trafić na rynek w ciągu najbliższych 10 lat.

Profesor Max Shetin z University of Michigan stwierdza, że pomysł uczonych z MIT-u jest bardzo ciekawy, jednak to jedna z wielu podobnych idei, a zagrożeniem dla nich wszystkich może okazać się żywotność materiału, z którego będą wykonane ogniwa. Obecnie nie wiadomo, jak długo jest on w stanie spełniać postawione przed nim zadanie. Shetin zauważa też, że nowa technologia spełni pokładane w niej nadzieje tylko wówczas, gdy rzeczywiście zostanie osiągnięta zakładana wydajność.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Super: wreszcie będzie można doświetlić pokój w słoneczny dzień ;).

Share this post


Link to post
Share on other sites

to będzie coś, nic tylko zwiększyć sprawność takich ogniw i olbrzymie szklane biurowce będą miały darmową klimatyzację w upalne dni ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Profesor Vladimir Bulović mówi, że od 50 do 75 procent kosztów ogniw cienkowarstwowych stanowią ceny instalacji, a z kolei połowa kosztów samych paneli to koszty szklanego podłoża i innych części struktury.

Albo mają tanie ogniwa, albo drogie szyby.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Coś mi się zdaje, że tym naukowcom z MIT kończą się środki finansowe, starają się więc o nowy grant i potrzebują szumu medialnego.

Ostatnio mój znajomy bardzo dobrze wykorzystał media w USA i po rocznej akcji medialnej otrzymał grant na kilkanaście milionów dolarów. Jestem pewien, że bez szumu medialnego nie otrzymałby tak dużej kasy - temat jest praktycznie niemożliwy do realizowania.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Uczeni z MIT-u znaleźli nową chemiczną formułę, która po połączeniu z pokryciem częściowo odbijającym podczerwień, zapewnią w przyszłości przezroczystym ogniwom paliwowym wydajność porównywalną z tradycyjnymi ogniwami.

 

Chochlik.

 

Jeżeli to ustrojstwo będzie pochłaniało podczerwień to w naszym klimacie raczej rynku nie zawojuje. Większa będzie strata w chłodniejsze dni na nieogrzaniu wnętrza przez okno niż na tych kilku watach z okna.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zespół profesora Xaioyanga Zhu z University of Texas odkrył, iż dzięki zastosowaniu w ogniwach słonecznych plastikowego półprzewodnika można dwukrotnie zwiększyć liczbę elektronów uzyskiwanych z pojedynczego fotonu. Tym półprzewodnikiem jest policykliczny węglowodór aromatyczny, pentacen.
      Przed rokiem pisaliśmy, że profesor Zhu przeprowadził badania, z których wynikało, że wydajność ogniw słonecznym można będzie zwiększyć do 66%. Obecnie najbardziej wydajne urządzenia tego typu są w stanie przekształcić w prąd elektryczny około 31% energii słonecznej. Dzieje się tak, gdyż zdecydowaną większość energii stanowią tzw. gorące elektrony, których nie potrafiliśmy przechwytywać. Zhu pokazał, w jaki sposób można to zrobić. Profesor zaznaczył wówczas, że stworzenie szeroko dostępnej technologii będzie trudne, gdyż wymaga mocnego skoncentrowania promieni słonecznych na panelach, do czego z kolei konieczne jest opracowanie sposobów produkcji ogniw z nowych materiałów.
      Teraz zespół pod kierunkiem uczonego znalazł alternatywę. Uczeni odkryli, że możliwe jest uzyskanie dwóch elektronów z pojedynczego fotonu i ich przechwycenie. Co więcej, ich rozwiązanie nie wymagałoby koncentrowania promieni. Okazało się bowiem, że po zaabsorbowaniu fotonu przez pentacen zachodzi zjawisko MEG, o którym informowaliśmy przed kilkoma dniami, przy okazji stworzenia ogniwa słonecznego o zewnętrznej wydajności kwantowej przekraczającej 100%.
      Zdaniem Zhu zastosowanie pentacenu pozwoli na zwiększenie wydajności ogniw do 44%.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Artykuł, opublikowany w Nature Communications przez Hidekiego Hiroriego, zapowiada przełom w budowie urządzeń wykorzystujących tranzystory. Odkrycie japońskich uczonych z Kyoto University może prowadzić do pojawienia się niezwykle szybkich tranzystorów oraz bardzo wydajnych ogniw fotowoltaicznych.
      Naukowcy pracując ze standardowym arsenkiem galu zaobserwowali, że poddanie próbki działaniu krótkiego impulsu pola elektrycznego o częstotliwości przekraczającej teraherc, spowodowało pojawienie się w niej prawdziwej lawiny par elektron-dziura (ekscytonów).
      Wystarczyło włączenie pojedynczego impulsu trwającego pikosekundę, by gęstość ekscytonów, w porównaniu ze stanem wyjściowym próbki, zwiększyła się 1000-krotnie.
      Badania nad zastosowaniem terahercowych częstotliwości prowadzone są w laboratorium profesora Koichiro Tanaki, który chce stworzyć dzięki nim mikroskop pozwalający na obserwowanie w czasie rzeczywistym żywych komórek. Wpływ takich częstotliwości na półprzewodnik to efekt uboczny badań, pokazujący jednak, jak wielkie możliwości drzemią w terahercowych częstotliwościach.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badacze z amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) poinformowali o stworzeniu pierwszego ogniwa słonecznego, którego zewnętrzna wydajność kwantowa wynosi ponad 100%. Dla fotoprądu wartość zewnętrznej wydajności kwantowej - podawaną w procentach - wylicza się na podstawie liczby elektronów przepływających przez obwód w ciągu sekundy podzielonej przez liczbę fotonów z określonej długości fali, wpadających w ciągu sekundy do ogniwa słonecznego. Dotychczas nie istniały ogniwa, których wydajność w jakimkolwiek zakresie fali przekraczałaby 100%. Uczonym z NREL udało się osiągnąć szczytową wydajność kwantową rzędu 114%. W przyszłości może to pozwolić na zbudowanie ogniw słonecznych, z których energia będzie równie tania, lub tańsza, od energii uzyskiwanej z paliw kopalnych czy energii jądrowej.
      Mechanizm uzyskania wydajności większej niż 100% bazuje na procesie zwanym Multiple Exciton Generation (MEG), podczas którego pojedynczy foton o odpowiednio wysokiej energii tworzy więcej niż jedną parę elektron-dziura.
      W roku 2001 pracujący w NREL Arthur J. Nozik przewidział, że MEG będzie lepiej działało w półprzewodnikowych kropkach kwantowych niż w zwykłych półprzewodnikach. Pięć lat później w pracy opublikowanej wraz z Markiem Hanną Nozik stwierdził, że kropki kwantowe użyte w ogniwach słonecznych mogą zwiększyć ich wydajność o około 35% w porównaniu z innymi nowoczesnymi rozwiązaniami. Ogniwa bazujące na kropkach kwantowych nazywane się ogniwami trzeciej (lub kolejnej) generacji. Obecnie buduje się ogniwa pierwszej i drugiej generacji.
      Zjawisko MEG, zwane też Carrier Multiplication (CM), zostało po raz pierwszy zaprezentowane w Los Alamos National Laboratory w 2004 roku. Od tamtej chwili wiele innych ośrodków badawczych potwierdziło jego występowanie w różnych półprzewodnikach. Teraz NREL zaprezentował MEG o wartości większej niż 100%. Badań dokonano przy niskiej intensywności symulowanego światła słonecznego, a mimo to eksperymentalne ogniwo słoneczne osiągnęło wydajność konwersji energii rzędu 4,5%. To bardzo dobry wynik, biorąc pod uwagę fakt, że ogniowo nie było optymalizowane pod kątem wydajności.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Sharp opracował najbardziej wydajne ogniwo słoneczne w historii. Jest ono w stanie zamienić na prąd elektryczny aż 36,9% energii padających nań promieni słonecznych. Wydajność urządzenia została niezależnie potwierdzona przez japoński Narodowy Instytut Zaawansowanych Nauk Przemysłowych i Technologii (AIST).
      Nowe ogniwo składa się z trzech warstw ułożonych na krzemowym podłożu. Warstwę pierwszą, patrząc od podłoża, stanowi arsenek indowo-galowy (InGaAs). Warstwa środkowa została stworzona z  indu i galu (InGa), a warstwa najwyższa to fosforek indowo-galowy (InGaP).
      Sharp od lat jest liderem w rozwoju technologii ogniw słonecznych. W 2003 roku trójwarstwowe ogniwo tej firmy, bez wspomagania koncentracją promieni, osiągnęło wydajność 31,5%. Już rok później z ogniw Sharpa korzystał satelita Reimei.
      W roku 2007 dzięki skoncentrowaniu promieni słonecznych na ogniwie osiągnięto wydajność 40%.
      Dwa lata później trójwarstwowe ogniwo Sharpa pozyskało 35,8% energii z nieskoncentrowanych promieni. Obecnie poprawiono ten wynik o 1,1 punktu procentowego.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W Lawrence Berkeley National Laboratory stworzono półprzewodnikowy nanokryształ, który może kontrolować ilość przepuszczanego ciepła słonecznego i jest przy tym przezroczysty. Przełomowa technologia, która znajdzie zastosowanie w budynkach, jest pierwszą, która umożliwia selektywną kontrolę promieniowania w bliskiej podczerwieni.
      Wyprodukowanie przezroczystego materiału elektrochromatycznego, który pozwala na zmianę przepuszczalności w podczerwieni to bezprecedensowe osiągnięcie - mówi Delia Milliron, która kierowała zespołem naukowym. Dodatkową zaletą jest fakt, że do zmiany zabarwienia materiału wymagana jest znacznie mniejsza ilość energii niż w podobnych tego typu rozwiązaniach.
      Odpowiednie dynamiczne pokrycie dla okien w budynku może oznaczać kolosalne oszczędności w eksploatacji. O tym, ile energii jest zużywane przez budynki niech świadczy fakt, że jej wykorzystanie przyczynia się do ponad 40% amerykańskiej emisji związkow węgla. Tymczasem, jak wynika z badań National Renewable Energy Laboratory, odpowiednie pokrycia dla okien mogą pozwolić na obniżenie kosztów klimatyzacji o 49%, a kosztów oświetlenia o 51%.
      Tradycyjne okna elektrochromowe nie potrafią selektywnie kontrolować ilości światła widzialnego i w bliskiej podczerwieni. Pozwalają one albo blokować obie częstotliwości albo obie przepuszczać. Nasze prace to przełom, gdyż dzięki nim możemy wybrać, które częstotliwości chcemy przepuszczać i w ten sposób decydować o temperaturze wewnątrz budynku - mówi Guillermo Garcia, jeden z badaczy.
      Do wyprodukowania nowego pokrycia wykorzystano tlenek indowo-cynowy, używany standardowo podczas produkcji telewizorów.
×
×
  • Create New...