پژوهشگران کرهجنوبی موفق به توسعه نسل جدیدی از پنجرههای خورشیدی شفاف شدهاند که قادرند بهصورت ۲۴ ساعته برق تولید کنند؛ فناوریای که در طول روز از نور خورشید و در شب از روشنایی داخلی ساختمان بهره میگیرد بدون آنکه شفافیت یا کیفیت نور عبوری از پنجره کاهش یابد.
به گزارش interesting engineering، این فناوری نوآورانه توسط تیمی به سرپرستی جون یونگسوک، استاد مهندسی انرژی یکپارچه در دانشگاه کره و با همکاری دانشگاه هوافضای کره و موسسه علم و فناوری کره (KIST) طراحی شده است. به گفته محققان این دستاورد میتواند نقش پنجرهها را در ساختمانهای کممصرف و هوشمند بهطور چشمگیری گسترش دهد و محدودیتهای قدیمی فتوولتائیکهای شفاف را برطرف کند.
جون یونگسوک با اشاره به کاربردهای گسترده این فناوری تاکید کرده است: در آینده این فناوری میتواند در بخشهای مختلف صنعتی از جمله ساختمانهای صفرانرژی و حتی پنجرههای خودروهای برقی مورد استفاده قرار گیرد.
پنجره خورشیدی جدید در عین حفظ شفافیت بالا خروجی پایدار انرژی را مستقل از زمان یا شرایط آبوهوایی فراهم میکند. برخلاف سلولهای خورشیدی شفاف متداول که معمولا برای حفظ شفافیت، بازدهی را قربانی میکنند یا باعث تغییر رنگ نور میشوند، این سیستم جدید وضوح بصری و دقت رنگ را بهطور همزمان حفظ میکند.
محققان توضیح میدهند که در فناوریهای لایهنازک خورشیدی، فرآیند جذب نور اغلب باعث اعوجاج رنگ میشود و کاربرد آنها را در فتوولتائیکهای یکپارچه با ساختمان (BIPV) محدود میکند، اما در این فناوری تازه، از ترکیب بازتابدهنده براگ توزیعشده (DBR) با سلولهای خورشیدی سیلیکونی دوطرفه استفاده شده است. این ساختار نور نامرئی فروسرخ نزدیک را به سمت سلولهای خورشیدی هدایت میکند در حالی که بخش عمده نور مرئی بدون تغییر از پنجره عبور میکند.
نتیجه این رویکرد پنجرهای با شفافیت بالا و ظاهر خنثی است که میتواند انرژی طولموجهایی را جذب کند که پیشتر هدر میرفتند؛ راهکاری که تعادل میان کارایی و قابلیت استفاده را در سیستمهای فتوولتائیک شفاف برقرار میکند.
در این پروژه تیم تحقیقاتی با بهرهگیری از ویژگیهای سلولهای خورشیدی دوطرفه سامانهای برای تولید برق شبانهروزی طراحی کرده است. این سامانه در طول روز از نور خورشید و در شب از نور لامپهای LED و فلورسنت داخل ساختمان انرژی تولید میکند.
بر اساس نتایج آزمایشها این پنجره خورشیدی ضریب عبور نور مرئی ۷۵٫۶ درصدی دارد و میزان روشنایی آن با پنجرههای معمولی قابل مقایسه است. همچنین شاخص نمود رنگ (CRI) که معیاری برای سنجش دقت بازتولید رنگهاست به ۹۳٫۸ درصد رسیده و مشکل اعوجاج رنگ که از چالشهای اصلی پنجرههای خورشیدی شفاف بود عملا برطرف شده است.
جون یونگسوک در اینباره میگوید: نتایج ما نشان میدهد که میتوان از پرتوهای نامرئی فروسرخ و نور داخلی بهعنوان منبع انرژی استفاده کرد در حالی که شفافیت پنجره حفظ میشود.
به گفته پژوهشگران این فناوری میتواند بهعنوان گزینهای نوین برای توسعه پنجرههای BIPV با شفافیت بالا، دقت رنگ مطلوب و توان تولید انرژی قابل توجه مطرح شود.
این مطالعه با حمایت وزارت تجارت، صنعت و انرژی کرهجنوبی و موسسه ارزیابی و برنامهریزی فناوری انرژی کره (KETEP) انجام شده و نتایج آن در نشریه علمی Joule منتشر شده است.
انتهای پیام/