Pokud máme šanci zvrátit nebo dokonce zpomalit změnu klimatu, budeme potřebovat veškerou čistou energii, kterou můžeme získat. Solární energie by mohla představovat velký kousek energetického koláče. Ale zejména ve velkých městech, kde je vysoká spotřeba energie, není mnoho otevřených prostor pro zřízení masivních solárních farem - například solární systém výroby elektrické energie Ivanpah zabírá 3 500 akrů kalifornské pouště Mojave.
Související obsah
- Solární panely na obrazovkách smartphonů mohou napájet zařízení
Energie může být přiváděna poměrně snadno z oblastí mimo města. Solární účinnost má však fyzikální limity, takže je důležité využívat veškerý dostupný prostor pro výrobu energie. A zatímco městské střechy ponechávají prostor pro solární panely, tento prostor by se mohl místo toho použít k pěstování místních potravin v mírném podnebí.
Ve výškách a mrakodrapech je však spousta potenciálně energetických oken.
Vědci na Michiganské státní univerzitě vyvinuli jasné plastové sluneční kolektory, které lze umístit na okna, aniž by bránily výhledu. Stejní sběratelé mohou také držet obrazovky mobilních zařízení. Podle nedávného článku v časopise Advanced Optical Materials plast propouští veškeré viditelné světlo. Okna sbírající sluneční záření se lidskému oku nezdají zbarvená ani zakalená. Místo toho je materiál zalitý malými fluorescenčními molekulami organických solí, které byly zkonstruovány tak, aby absorbovaly pouze části světelného spektra, které lidé nevidí, jako je ultrafialové a téměř infračervené světlo.
Richard Lunt, pomocný profesor ve státě Michigan a jeden z autorů článku, říká, že molekuly jsou podobné těm, které se vyskytují v přírodě, jen mírně vylepšené. "Přizpůsobujeme je našim potřebám, " píše v e-mailu. „To je sklizeň určitých komponentů na neviditelném slunečním spektru a záře na jiné vlnové délce v infračerveném světle.“ Tato infračervená „záře“ je poté zachycena proužky fotovoltaických článků (v podstatě malými solárními panely) na okraji materiálu a otočena na elektřinu. Odtud mohla kabelová okna posunout získanou energii na místní baterie nebo zpět do elektrické sítě.
Pomocný profesor Richard Lunt a Yimu Zhao, doktorský student, testují průhledný sluneční materiál na Michiganské státní univerzitě. (GL Kohuth) Průhledný solární kolektor stále potřebuje trochu rafinace, protože jeho účinnost je relativně nízká: pouze 1 procento ultrafialového a infračerveného světla se přeměňuje na elektřinu. Většina komerčních solárních panelů je dnes účinná mezi 15 a 20 procenty. Ale Lund si myslí, že technologie by měla s dalším výzkumem dosáhnout 5 procent nebo více.
"Aktivně zkoumáme trasy, abychom zlepšili efektivitu zlepšením 'žhavící' účinnosti a rozšířením absorpčního rozsahu infračerveného spektra, " píše Lunt. Také říká, že další vyladění interakcí mezi molekulami shromažďujícími světlo a průhledným materiálem, do kterého jsou zabudovány, by mělo zvýšit množství sebrané energie.
Lunt říká, že základní myšlenka luminiscenčních solárních kolektorů existuje už celá desetiletí. Na rozdíl od jiných projektů je však cílem této práce sklízet neviditelné světlo. Tvrdí, že je lze vyrobit pomocí standardního průmyslového zpracování, a vyžadují jen malé množství solárních článků na okraji materiálu, aby opticky shromažďovaly energii. To znamená, že by měli být poměrně levní na výrobu. Skutečnost, že je lze instalovat na existující infrastrukturu budov a oken, by také měla snížit náklady oproti samostatným solárním panelům.
Lunt si však myslí, že je pravděpodobné, že se tato technologie ukáže nejprve v malé elektronice, protože již produkuje dostatek energie k napájení věcí, jako jsou elektronické čtečky a inteligentní okna. Tým založil společnost Ubiquitous Energy, Inc., která pracuje na komercializaci této technologie. Očekávají, že v příštích pěti letech uvidí své průhledné sluneční kolektory na budovách a mobilní elektronice.
Profesor si nemyslí, že by se tam zastavily i potenciální aplikace, a poznamenal, že technologii lze použít na jiné skleněné povrchy, jako jsou čelní skla automobilů.
"Můžete dokonce přemýšlet o umístění těchto zařízení na povrchy, na kterých vám záleží na zachování určité estetiky nebo vzorů, jako jsou obklady, textilie nebo dokonce billboardy, " píše Lunt. "Mohli by být všude kolem nás, aniž by věděli, že tam jsou."
