Какво би станало, ако прозорците ни бяха способни да произвеждат електричество? Още през 2011 година корейски изследователи обявиха, че са създали прозрачен слънчев панел, който може да служи за прозорец, същевременно генерирайки ток. Оттогава досега има няколко десетки подобни технологии.
Наистина, идеята прозорците да правят ток за електроуредите ни изглежда блестящо. Южнокорейската разработка бе привлекателна с още най-малко две неща: говореше се за вградена батерия, която е част от конструкцията, и че потребителите могат да ползват енергията от контакт, монтиран директно на рамката на прозореца.
Порой от слънчеви прозорци
От 2011 година досега изследванията върху соларните прозорци се нароиха.
През 2017 г. учени от Националната лаборатория за възобновяеми енергийни източници в САЩ направиха термохорматични фотоелектрични прозорци. Това означава, че при загряване стъклата променят цветя си – потъмняват, за да служат като сенник в слънчевите летни дни. И заедно с това могат да преобразуват слънчевите лъчи в електричество. Това бе революционна новина, защото дотогава термохроматичните прозорци, разработвани от други учени, не бяха в състояние да генерират ток.
Година по-късно колеги от известната американска лаборатория „Бъркли“ откриха перовскитен материал, който може да се използва за направата на фотоволтаични стъкла и може да превключва между състояние на прозрачност и непрозрачност, без това да накърнява неговите фотоелектрични свойства. Откритието бе направено случайно. То бе възприето като много перспективно заради употребата на този обещаващ нов материал – перовскита.
През 2019 година учени от Националния институт за наука и технологии на Улсан в Южна Корея (UNIST) създадоха прозрачна слънчева клетка от кристален силиций, подходяща за прозоречно покритие. За разработката си изследователите се похвалиха, че позволява пропускането на цялата падаща видима светлина, тоест клетката е напълно прозрачна.
Навярно най-известната разработка за соларни прозорци обаче е дело на инженери-изследователи от Университета в Мичиган от 2017 година. Тъй като те бяха пестеливи откъм детайли за разработката си, най-вероятно феноменалният им успех се дължи на шокиращата снимка, която придружи новината за прозрачната соларна клетка. Тя представлява ръка, която държи абсолютно прозрачно правоъгълно парче, което изглежда като обикновено стъкло, на фона на две сгради. В изследването си учените заявиха, че масовото използване на прозрачни соларни приложения заедно с покривните фотоволтаични модули биха могли да задоволят търсенето на електроенергия в САЩ и да намалят драстично използването на изкопаеми горива.
„Прозрачните слънчеви клетки представляват вълната на бъдещето при новите соларни приложения“, каза Ричард Лунт, професор по инженерна химия и материалознание в университета. „Ние анализирахме потенциала им и показахме, че чрез събирането на невидимата светлина тези устройства могат да осигурят … електричество колкото соларна инсталация на покрива, като същевременно осигуряват допълнителна функционалност – повишаване на ефективността на сградите, автомобилите и мобилната електроника“.
Премълчаните подробности
Нещо, което не ни казват новините за соларни прозорци, е количеството електроенергия, добито от прозрачните фотоволтаици, е малко. Много малко. Ефективността на този род системи обичайно е около 5%. Когато към това добавим и относително малката площ на прозорците в дома, както и факта, че навън не е постоянно слънчево, всъщност количеството електроенергия е смешно малко.
С него не бихме могли за захранваме компютъра си. Нито лаптоп. Или таблет. Може би бихме могли да захранваме смартфон, когато имаме късмет със слънчево време. Евентуално ще можем да зареждаме друга дребна електроника, например смарт-часовник или дребен сензор.
За да стане възможно това, най-малкото ще трябва да свалим сегашните си стъкла от прозорците. Може би ще трябва да изведем кабели, за да отвеждаме електричеството от соларния панел, за да „вкараме“ тока в стаята. Ще ни трябват и различни междинни устройства за съхраняване, преобразуване на електроенергията.
С две думи, доста „хамалогия“ ще трябва да извършим, за да можем да се похвалим, че (до)зареждаме телефона си с ток от фотоволтаичен прозорец.
Има ли смисъл?
Ако трябва да сме честни, малцина биха искали да ремонтират прозорците си, за да ги заменят със слабоефективни фотоволтаици, та макар и прозрачни. В същото време в съседство с нашите прозорци най-често има гладки, празни, плоски стени на сградите – онези стени, на които няма прозорци, няма украса, няма нищо друго, освен мазилка, евентуално върху някаква топлоизолация. Там можем да поставим фотоволтаици, но истински – от онези, синкавите или черните, които имат далеч над 5% ефективност на преобразуване.
Там е мястото, където може да се добива фотоволтаично електричество, и то с добри параметри, с вече доказана фотоволтаична технология с приемлива ефективност. Ако всички голи стени по блоковете и къщите се превърнат във фотоелектрични повърхности, наистина може да говорим за електрозахранване на значима част от електроуредите в ежедневието. Наистина ще можем да говорим за задоволяване на съществена част от енергийните нужди.
Стенните соларни модули в съчетание с покривни панели – фотоволтаични и термални – е действително в състояние да направи един жилищен блок енергийно независим. Тази хипотеза е доказана с конкретни изчисления за „средностатистически“ жилищен блок в София.
Така че нека оставим прозорците да ни осигуряват дневна светлина и чист въздух, а соларните панели да сложим върху „бездействащите“ повърхности.
