零能耗建筑是一种真正的可能性。
密歇根州立大学
需要明确的是,透明太阳能电池板听起来太好了。
它们有可能在一瞬间将城市从主要能源使用者转变为能源提供者,并可能在保护农田和自然栖息地的同时开创清洁能源革命的新时代。
而且,随着世界努力实现低碳未来以遏制气候变化的最坏影响,太阳能无疑应该成为我们最强大的盟友之一。但透明太阳能技术的可行性如何?我们真的能从办公室、家庭、汽车天窗甚至智能手机的窗户发电吗?让我们探索一下。
什么是“透明太阳能”?
透明太阳能是一项尖端技术,它通过窗户或任何玻璃表面收集和使用光能,无论角度如何。在扩大太阳能的范围方面,它有可能成为改变游戏规则的人。
在工程方面,研究人员创造了几种透明太阳能技术。但最普遍的情况是,大多数太阳能电池更像是一个透明的太阳能聚光器,这意味着它们能够吸收肉眼看不见的特定紫外线和红外光波长,并将其转化为能够为电子设备供电的能量。
这种技术也被称为光伏玻璃,其制造目的是提供一定范围的透明度。早在2014年,密歇根州立大学(MSU)的研究人员开发了第一台完全透明的太阳能集中器,它几乎可以将任何玻璃板或窗户转换成光伏电池。
到2020年,美国和欧洲的科学家已经实现了太阳能玻璃100%的透明度,使我们离实现不依赖化石燃料行业电网的可持续未来目标又近了一步。
有什么好处?
透明太阳能电池板非常重要,因为在现代社会,玻璃几乎无处不在。从手机屏幕到摩天大楼,估计美国有50到70亿平方米的玻璃表面。想象一下,如果我们能够利用这些电力,可以产生的电量。
考虑到这一点,还应该注意的是,传统的太阳能电池板需要很宽的设置区域以及很高的初始成本。由于这些限制,很难在大都市地区实施。另一方面,透明太阳能电池板可以在这些地区实施,为净零能耗建筑铺平道路,并帮助城市实现气候目标和指标。
高科技窗户的未来
这不仅仅是纸上谈兵,因为透明太阳能技术已经在世界各地兴起。
例如,哥本哈根国际学校的设计在整个建筑中使用了12000块色调清晰的太阳能电池板,每年产生200兆瓦时的能量——这显然是该建筑消耗能量的一半以上。
在去年发生的另一个例子中,密歇根州立大学校园内的生物医学和物理科学大楼进行了升级,在大楼入口上方安装了 100 平方英尺的透明太阳能玻璃板。它们将产生足够的电力,为中庭的照明提供电力。
然而,仍有一些障碍。在这项技术可以扩大规模之前,科学家需要提高其效率,因为存在效率/透明度的权衡。太阳能电池板越透明,效率就越低,这就是为什么透明太阳能电池板预计不会超过或取代我们已经习惯的标准太阳能电池板的原因。无论哪种方式,这项技术都有可能帮助人类更快地实现真正可持续和更绿色的未来
作者:Derya Ozdemir/ 整理:C君