پنل های خورشیدی شفاف می توانند در آینده جایگزین پنجره‌ها شوند
پنل های خورشیدی شفاف؛ اختراع جدید و جذابی است که پتانسیل این را دارد که شهرها را از مصرف کنندگان اصلی انرژی به تامین کنندگان انرژی تغییر دهد.
منبع: interestingengineering
مترجم: امیرشاه‌علی- دپارتمان برنامه‌ریزی و توسعه کسب و کار گروه مشاوران پویشگران فرانگر
اگر صادق باشیم، درصورت عملیاتی شدن، پنل‌های خورشیدی شفاف بیش از حد تصور، عالی خواهند بود.
این اختراع این پتانسیل را دارد که شهرها را از مصرف کنندگان اصلی انرژی به تامین کنندگان انرژی تغییر دهد و می توان همزمان با حفاظت از زمین های کشاورزی و زیستگاه های طبیعی، عصر جدیدی از انقلاب انرژی پاک را آغاز کنیم.
از آنجا که جهان تلاش می کند تا به سمت آینده‌ای با کمترین میزان تولید کربن حرکت کند تا بتواند اثرات تغییرات آب و هوایی را مهار کند، انرژی خورشیدی بدون شک باید یکی از قوی ترین متحدان بشر در این روند است.
اما فناوری‌های خورشیدی شفاف چقدر قابل اجرا هستند؟ آیا واقعاً می‌توانیم از پنجره‌های دفاتر کار، خانه‌ها، سانروف خودرو یا حتی گوشی‌های هوشمند برق تولید کنیم؟ با همراه باشید تا بررسی کنیم.
"انرژی خورشیدی شفاف" چیست؟
پنل خورشیدی شفاف یک فناوری پیشرفته است که انرژی نور را از پنجره‌ها یا هر سطح شیشه‌ای بدون توجه به زاویه تابش جمع آوری و استفاده می‌کند. این فناوری این پتانسیل را دارد که دامنه استفاده و به‌کارگیری انرژی خورشیدی را به کلی متحول نماید.
از منظر علوم مهندسی، محققان چندین ابزار برای فناوری‌های خورشیدی شفاف ایجاد کرده‌اند. به طور کلی، اکثر آنها بیشتر به عنوان یک متمرکز کننده خورشیدی شفاف عمل می‌کنند، به این معنی که طول موج های خاص UV و نور مادون قرمز را که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست جذب می‌کنند تا آنها را به انرژی با قابلیت تامین برق تبدیل کنند.
این فناوری شیشه فتوولتائیک (photovoltaic glass) نیز نامگذاری شده است و برای ارائه طیف وسیعی از شفافیت ساخته شده است. در سال 2014، محققان دانشگاه ایالتی میشیگان (MSU) اولین متمرکز کننده خورشیدی کاملاً شفاف را توسعه دادند که می تواند تقریباً هر صفحه یا پنجره شیشه ای را به یک سلول PV تبدیل کند.
و در سال 2020، دانشمندان در آمریکا و اروپا به شفافیت 100 درصدی برای شیشه های خورشیدی دست یافته‌اند که ما را یک گام به آینده‌ای که بر صنعت سوخت های فسیلی متکی نیست نزدیک تر می کند.
مزایای این فناوری چیست؟
در جوامع امروزی، شیشه عملا در همه جا وجود دارد. از صفحه نمایش گوشی شما گرفته تا آسمان خراش ها، تخمین زده می شود که 5 تا 7 میلیارد متر مربع سطح شیشه ای در آمریکا وجود دارد. تصور کنید که اگر بتوانیم از آن استفاده کنیم، چه مقدار برق تولید می شود.
با در نظر گرفتن این موضوع، همچنین باید توجه داشت که پانل‌های خورشیدی معمولی به یک منطقه راه‌اندازی گسترده و همچنین هزینه اولیه قابل توجهی نیاز دارند. به دلیل این محدودیت ها، اجرای آنها در کلان شهرها 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 کرد.
آینده پنجره های خورشیدی شفاف
این اطلاعات فقط روی کاغذ نیست، زیرا فناوری‌های خورشیدی شفاف در حال حاضر در جهان در حال ظهور هستند.
به عنوان مثال، طراحی مدرسه بین‌المللی کپنهاگ از 12000 پنل خورشیدی رنگ‌دار اما شفاف در سرتاسر ساختمان استفاده می‌کند که سالانه 200 مگاوات ساعت انرژی تولید می‌کند - که ظاهراً بیش از نیمی از انرژی مصرفی ساختمان است.
در نمونه دیگری که در سال گذشته از آن بهره‌برداری شده است، ساختمان علوم زیست پزشکی و فیزیک در دانشگاه ایالتی میشیگان با نصب پانل‌های شیشه‌ای شفاف خورشیدی به مساحت 9 مترمربع که در بالای ورودی ساختمان قرار داشت، تجهیز شده‌اند. این تجهیزات قابلیت پوشش نیازمندی روشنایی راهروهای این ساختمان را فراهم کرده است.
با این حال، موانعی نیز بر سر تجاری سازی آن وجود دارد. قبل از اینکه بتوان این فناوری را گسترش داد، دانشمندان باید راندمان آن را افزایش دهند، زیرا یک موازنه راندمان-شفافیت وجود دارد. هر چه پنل شفاف‌تر باشد، راندمان آن کمتر است، به همین دلیل انتظار نمی‌رود که پنل‌های شفاف از پنل‌های خورشیدی استانداردی که ما به آنها عادت کرده‌ایم فراتر یا جایگزین آنها شوند. ولی در هر صورت، این فناوری به طور بالقوه می تواند به بشریت کمک کند تا سریعتر به آینده ای واقعا پایدار و سبزتر برسد.
