Добуває не тільки електрику: вчені створили надкорисне сонячне вікно

Команда вчених з Великої Британії та Німеччини розробила гібридне вікно, яке може одночасно забезпечити будинок електроенергією та гарячою водою. Подробиці повідомляє сайт PV Magazine.

Фотоелектричний шар зроблений зі скла з мікросмужками аморфного кремнію (a-Si). Він поглинає частину сонячного світла для вироблення електрики, а інша частина пропускається до шару води товщиною 4 мм для її нагрівання. Рідина впускається і випускається всередину резервуара за допомогою двох латунних трубок. За водою знаходиться ще один шар скла — звичайного, з низьким вмістом заліза. Конструкція затискається всередині полікарбонатної рами.

У липні 2021 року розробники провели випробування на даху будівлі в Лондоні, коли максимальна температура навколишнього середовища становила 34 °C, а сонячна радіація становила приблизно 1100 Вт м-2 опівдні. Пристрій встановлювали під кутами 30, 60 і 90 градусів, а його продуктивність порівнювали з таким самим вікном, тільки без фотоелектричних елементів.

Випробування показали, що система досягає ефективності виробництва електроенергії на рівні 3,6%, а нагрівання — 10,7% за нахилу в 30 градусів. При цьому температура води була близько 50 °C, чого цілком достатньо для побутового застосування. При нахилі в 90 градусів вікно показало ефективність 3,3% і 17,6% відповідно, а максимальну температуру води на виході — 42 градуси.

Дослідники підрахували, що для забезпечення потреб трикімнатного таунхауса в Лондоні, де мешкають двоє дорослих і двоє дітей, необхідне одне фотоелектричне теплове вікно загальною площею 1,2 квадратних метра, встановлене під кутом 30 градусів. Це за наявності бака для зберігання води, але можна обійтися і без нього за наявності системи площею 2,8 квадратних метра.

"Встановлення звичайних сонячних панелей і колекторів у забудованому середовищі вимагає доступу до значного простору на даху, який обмежений. Це мотивує розробку високоефективних, інтегрованих у будівлю технологій, які можуть максимально використовувати простір і забезпечувати енергопостачання", — заявили вчені.

Раніше писали, що в Китаї створили "розумне" фотоелектричне вікно зі скла, функціонального шару, прозорої скляної підкладки, резервуара з аргоном і листа низькоемісійного скла. Вона одночасно виробляє електрику і регулює кількість сонячного випромінювання в кімнаті.