پنل‌های خورشیدی شفاف می‌توانند در آینده جایگزین پنجره‌ها شوند

تفکر تولید پنل‌های خورشیدی شفاف به‌حدی خوب و جذاب به‌نظر می‌رسد که گاهی اوقات ممکن است تصور کنیم که این پنل‌ها فقط مخصوص فیلم‌های علمی تخیلی هستند. آنها پتانسیل این را دارند که در یک لحظه شهرها را از مصرف‌کنندگان اصلی انرژی به تامین‌کنندگان انرژی تغییر دهند و همچنین می‌توانند همزمان با حفاظت از زمین‌های کشاورزی و زیستگاه‌های طبیعی، عصر جدیدی از انقلاب انرژی پاک را آغاز کنند. اما از این پنل‌ها و انرژی خورشیدی شفاف چه می‌دانیم؟ برای آشنایی بیشتر با این موضوع با اروتک همراه باشید.

از آنجایی که جهان به سمت آینده‌ای با کربن کم تلاش می‌کند تا بدترین اثرات تغییرات آب‌و‌هوایی را مهار کند، انرژی خورشیدی بدون شک باید یکی از قوی‌ترین متحدان ما باشد. اما فناوری‌های خورشیدی شفاف چقدر قابل دوام هستند؟ آیا واقعاً می‌توانیم از پنجره‌های دفاتر، خانه‌ها، سانروف خودرو یا حتی گوشی‌های هوشمند برق تولید کنیم؟ بیایید بیشتر بررسی کنیم.

“انرژی خورشیدی شفاف” چیست؟

انرژی خورشیدی شفاف یک فناوری پیشرفته است که انرژی نور را از پنجره‌ها یا هر سطح شیشه‌ای، بدون توجه به زاویه آن جمع‌آوری و استفاده می‌کند.

از نظر مهندسی، محققان چندین ابزار برای فناوری خورشیدی شفاف ایجاد کرده‌اند. به‌طور کلی، اکثر آنها بیشتر به عنوان یک متمرکز‌کننده خورشیدی شفاف عمل می‌کنند، به این معنی که آنها ساخته شده‌اند تا طول موج‌های خاص فرابنفش و نور مادون قرمز را که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند جذب کرده و آنها را به یک انرژی با قابلیت تبدیل به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.

این فناوری، شیشه فتوولتائیک (Photovoltaic glass) نیز نامیده می‌شود و برای ارائه سطح وسیعی از شفافیت ساخته شده است. در سال 2014، محققان دانشگاه ایالتی میشیگان (MSU) یک متمرکزکننده خورشیدی کاملاً شفاف ساختند که می‌تواند تقریباً هر صفحه یا پنجره شیشه‌ای را به یک سلول PV (فتوولتائیک) تبدیل کند.

تا سال 2020، دانشمندان در آمریکا و اروپا به شفافیت 100 درصدی برای شیشه‌های خورشیدی دست یافته‌اند که ما را یک گام به هدف آینده‌ای پایدار که بر شبکه صنعت سوخت‌های فسیلی متکی نیست نزدیک‌تر می‌کند.

مزایای این پنل‌های خورشیدی شفاف در چیست؟

پنل‌های خورشیدی شفاف بسیار مهم هستند، زیرا در جامعه مدرن، شیشه عملا در همه جا وجود دارد، از صفحه‌نمایش گوشی شما گرفته تا آسمان‌خراش‌ها. تخمین زده می‌شود که تنها 5 تا 7 میلیارد متر مربع سطح شیشه‌ای در آمریکا وجود دارد. تصور کنید که اگر بتوانیم از قدرت آن‌ها استفاده کنیم، مقدار زیادی برق تولید می‌شود.

با در نظر گرفتن این موضوع، همچنین باید توجه داشت که پنل‌های خورشیدی فعلی به یک منطقه راه‌اندازی گسترده و همچنین هزینه اولیه قابل‌توجه نیاز دارند. به دلیل این محدودیت‌ها، اجرای آنها در کلان‌شهرها دشوار است. از سوی دیگر، پنل‌های خورشیدی شفاف را می‌توان در این مناطق پیاده‌سازی کرد و راه را برای ساختمان‌های با انرژی خالص صفر هموار و به شهرها در رسیدن به اهداف اقلیمی کمک کرد.

آینده پنجره‌های با تکنولوژی بالا

این تکنولوژی فقط روی کاغذ نیست، زیرا فناوری‌های خورشیدی شفاف در حال حاضر در سراسر جهان در حال ظاهر شدن هستند.

برای مثال، طراحی مدرسه بین‌المللی کپنهاگ از 12000 پنل خورشیدی رنگ‌دار اما شفاف در سرتاسر ساختمان استفاده کرده که سالانه 200 مگاوات ساعت انرژی تولید می‌کند. ظاهراً این عدد بیش از نیمی از انرژی مصرفی ساختمان است.

در نمونه دیگری که در سال گذشته اتفاق افتاد، ساختمان علوم زیست پزشکی و فیزیکی در محوطه دانشگاه ایالتی میشیگان با نصب پنل‌های شیشه‌ای خورشیدی شفاف به مساحت 100 فوت مربع که در بالای ورودی ساختمان قرار داشتند، ارتقا یافت. آنها برق کافی برای روشنایی در ساختمان را تولید خواهند کرد.

با این حال، موانعی بر سر راه وجود دارد. قبل از اینکه بتوان این فناوری را افزایش داد، دانشمندان باید کارایی آن را افزایش دهند، زیرا یک مبادله کارایی/شفافیت وجود دارد. هر چه پنل شفاف‌تر باشد، کارایی آن کمتر است. به همین دلیل است که انتظار نمی‌رود پنل‌های شفاف از پنل‌های خورشیدی استانداردی که ما به آن‌ها عادت کرده‌ایم تجاوز کنند یا جایگزین شوند. در هر صورت، این فناوری به‌طور بالقوه می‌تواند به بشریت کمک کند تا سریعتر به آینده‌ای واقعا پایدار و سبزتر برسد.

منبع: Interestingengineering