Hvis vi har nogen chance for at vende eller endda bremse klimaændringerne, har vi brug for al den rene energi, vi kan få. Solenergi kan potentielt være en stor skive af power pie. Men især i store byer, hvor strømforbruget er stort, er der ikke meget åben plads til at oprette massive solfarme - for eksempel tager Ivanpah Solar Electric Generating System 3.500 acres af Californiens Mojave-ørken.
Relateret indhold
- Solpaneler i skærmene på smartphones kan strømme enhederne
Energi kan tilføres relativt let fra områder uden for byer. Men soleffektivitet har fysiske grænser, så det er vigtigt at udnytte al tilgængelig plads til energiproduktion. Og selvom byhustagene efterlader noget plads til solcellepaneler, kunne den plads i stedet bruges til at dyrke lokal mad i tempereret klima.
Der er dog masser af potentielt energiproducerende vinduer i højhuse og skyskrabere.
Forskere ved Michigan State University har udviklet klare solfangere af plast, som kan placeres på vinduer uden at hindre udsigten. De samme samlere kan også klæbe til skærme på mobile enheder. Ifølge en nylig artikel i tidsskriftet Advanced Optical Materials slipper plasten gennem alt synligt lys. Solopsamlingsvinduerne vises ikke tonet eller overskyet for det menneskelige øje. I stedet er materialet indlejret med bittesmå fluorescerende organiske saltmolekyler, som er konstrueret til kun at absorbere dele af lysspektret, som folk ikke kan se, såsom ultraviolet og næsten infrarødt lys.
Richard Lunt, en adjunkt i Michigan State og en af papirets forfattere, siger, at molekylerne svarer til dem, der findes i naturen, bare lidt finjusteret. ”Vi skræddersyr dem efter vores behov, ” skriver han i en e-mail. ”Det vil sige at høste bestemte komponenter på det usynlige solspektrum og gløde ved en anden bølgelængde i det infrarøde.” Den infrarøde ”glød” plukkes derefter op af strimler af fotovoltaiske celler (i det væsentlige lille solpaneler) i kanten af materialet og drejes til elektricitet. Derfra kunne de kabelforbundne vinduer skubbe den høstede energi til lokale batterier eller tilbage i det elektriske net.
Lektor Richard Lunt og Yimu Zhao, en doktorand, tester det gennemsigtige solmateriale ved Michigan State University. (GL Kohuth) Den gennemsigtige solfanger har stadig brug for en ret raffinering, da dens effektivitet er relativt lav: kun 1 procent af det ultraviolette og næsten infrarøde lys omdannes til elektricitet. De fleste kommercielle solcellepaneler i dag er mellem 15 og 20 procent effektive. Men Lund mener, at teknologien bør nå 5 procent eller højere med yderligere forskning.
"Vi undersøger aktivt ruter for at forbedre effektiviteten ved at forbedre den 'glødende' effektivitet og udvide absorptionsområdet for det infrarøde spektrum, " skriver Lunt. Han siger også, at yderligere indstilling af interaktioner mellem de lysopsamlende molekyler og gennemsigtigt materiale, de er indlejret i, skulle øge mængden af energi, der indsamles.
Lunt siger, at den grundlæggende idé om selvlysende solfangere har eksisteret i årtier. Men i modsætning til andre projekter sigter dette arbejde mod at høste ikke-synligt lys. Han hævder, at de kan fremstilles ved hjælp af standard industriel behandling, og de kræver kun en lille mængde solceller i kanten af materialet for at opsamle energien optisk. Det betyder, at de skal være ret billige at fremstille. Det faktum, at de kan installeres på den eksisterende infrastruktur for bygninger og vinduer, bør også reducere omkostningerne i forhold til uafhængige solcellepaneler.
Lunt mener, at det er sandsynligt, at teknologien først dukker op i lille elektronik, fordi den allerede producerer nok energi til at tænke på ting som e-læsere og smarte windows. Holdet har grundlagt en virksomhed, Ubiquitous Energy, Inc., der arbejder på at kommercialisere teknologien. De forventer at se deres gennemsigtige solfangere på bygninger og mobil elektronik inden for de næste fem år.
Professoren tror heller ikke, at de potentielle applikationer stopper der, og bemærker, at teknologien kan bruges på andre glasoverflader, f.eks. Forruder til biler.
"Du kan endda overveje at placere disse enheder overflader, hvor du er interesseret i at bevare visse æstetik eller mønstre, såsom sidespor, tekstiler eller endda reklametavler, " skriver Lunt. ”De kunne være rundt omkring os uden engang at vide, at de er der.”
