- Ремонт
- Дизайн
Окно как солнечная батарея – возможно ли это?
Урбанистическое проектирование скоро получит второе дыхание.21.06.2024При проектировании фасадов и определении оптимальной площади остекления архитекторы обычно выбирают вариант, при котором обеспечивается достаточная естественная освещенность помещения, а расчетные тепловые потери не приводят к созданию теплового дискомфорта из-за переохлаждения части тела, обращенной к окну.
Традиционно считается, что соотношение между площадью остекленных поверхностей и площадью помещения должно быть не более 1 : 4,5 и не менее 1 : 8. Указанные пропорции обусловлены известным эмпирическим фактом, что сопротивление теплопередаче у окна с обычными стеклами меньше сопротивления теплопередаче глухой стены.
Поэтому окна, особенно если они достаточно большие, являются основным источником потерь тепла в помещении, а окна малых размеров не всегда обеспечивают достаточную освещенность помещения.
Появление энергосберегающих стеклопакетов в последние годы позволило существенно изменить эти пропорции в пользу столь приятных глазу больших окон, однако было понятно, что и здесь есть свой предел, перейти который невозможно.
Однако результаты совместного исследования Лос-Аламосской национальной лаборатории и университета Милана-Бикокка показали, что не является фантастикой создание окон, которые смогут сами служить источниками тепла и электроэнергии – учеными разработана технология по внедрению особых квантовых точек в оконные стекла, которая превращает обычные окна в полноценные солнечные батареи.
По словам Виктора Климова, главы исследовательской группы в Лос-Аламосской лаборатории, в этих устройствах часть света, проходящего сквозь окно, поглощается наночастицами (полупроводниковыми квантовыми точками), распределенными по стеклу, после чего переиспускается уже на инфракрасной длине волны, невидимой для человеческого глаза, и направляется к солнечной ячейке, расположенной с края окна.
Это уже не первый эксперимент по превращению окон в солнечные батареи, однако ранее, в предыдущих опытах, сконструированные солнечные ячейки получались очень маленькими, и к тому же не удавалось избежать потерь в прозрачности материала, что резко снижало световой поток и освещенность помещения.
В новой разработке удалось не только обеспечить прозрачность такой же, как и в обыкновенном окне, но, к тому же были значительно уменьшены потери энергии при ресорбции, которые были характерны для предыдущих проектов, что существенно повысило КПД изделия. Достигнутый КПД преобразования энергии этих солнечных окон составил 3,2%, что уже вполне сопоставимо с КПД самых лучших солнечных батарей (варьирует от 12% до 20%).
Созданные исследователями новые устройства используют квантовые точки из композитных материалов, состоящих из меди, индия, селена и серы.
Немаловажно, что разработчикам удалось полностью избавиться от кадмия и других токсических металлов, которые ранее повсеместно использовались в подобных системах, что позволит сделать абсолютно экологически безопасным как новое производство, так и осколки данного стекла при его последующей утилизации.
Новые окна-батареи будут внешне совершенно неотличимыми от традиционных окон и, так как квантовые точки поглощают свет по всему солнечному спектру, то не будет и никаких цветовых искажений.
Разумеется, стоимость таких окон пока что оказывается крайне велика, однако отработка новой технологии и её доведение до уровня широкого серийного производства позволит достичь приемлемых рыночных ценовых показателей.
Впрочем, можно прогнозировать, что даже трех-пятикратная разница в стоимости новых окон-батарей по сравнению с сегодняшними окнами-стеклопакетами не станет препятствием для самого широкого рыночного спроса для этой инновации, поскольку она открывает поистине грандиозные новые возможностями как перед городскими архитекторами, так и перед энтузиастами «зеленой энергетики» в коттеджном строительстве.
Другие материалы раздела
Первая полосаПлесень не дает дышать07.02.2025Какое покрытие выбрать для теплого пола31.01.2025Праздники без лишнего шума28.01.2025© 2014-2025 Рем Эстет
Создание сайта - СОКОЛ - Дизайн