Добывает не только электричество: ученые создали сверхполезное солнечное окно

Команда ученых из Великобритании и Германии разработала гибридное окно, которое может одновременно обеспечить дом электроэнергией и горячей водой. Подробности сообщает сайт PV Magazine.

Фотоэлектрический слой сделан из стекла с микрополосками аморфного кремния (a-Si). Он поглощает часть солнечного света для выработки электричества, а остальная часть пропускается к слою воды толщиной 4 мм для ее нагрева. Жидкость впускается и выпускается внутрь резервуара при помощи двух латунных трубок. За водой находится еще один слой стекла — обычного, с низким содержанием железа. Конструкция зажимается внутри поликарбонатной рамы.

В июле 2021 года разработчики провели испытания на крыше здания в Лондоне, когда максимальная температура окружающей среды составляла 34 °C, а солнечная радиация составляла около 1100 Вт м−2 в полдень. Устройство устанавливали под углами 30, 60 и 90 градусов, а ее производительность сравнивали с таким же окном, только без фотоэлектрических элементов.

Испытания показали, что система достигает эффективности производства электроэнергии на уровне 3,6%, а нагревания — 10,7% при наклоне в 30 градусов. При этом температура воды была около 50 °C, чего вполне достаточно для бытового применения. При наклоне в 90 градусов окно показало эффективность 3,3% и 17,6% соответственно, а максимальную температуру воды на выходе — 42 градуса.

Исследователи подсчитали, что для обеспечения потребностей трехкомнатного таунхауса в Лондоне, где живут двое взрослых и двое детей, необходимо одно фотоэлектрическое тепловое окно общей площадью 1,2 квадратных метра, установленное под углом 30 градусов. Это при наличии бака для хранения воды, но мождно обойтись и без него при наличии системы площадью 2,8 квадратных метра.

"Установка обычных солнечных панелей и коллекторов в застроенной среде требует доступа к значительному пространству на крыше, которое ограничено. Это мотивирует разработку высокоэффективных, интегрированных в здание технологий, которые могут максимально использовать пространство и обеспечивать энергоснабжение", — заявили ученые.