Pencere camına dahil edilebilen yarı saydam güneş pilleri, artık çatıdaki güneş panelleri kadar verimli oluyor.
Pencere camına dahil edilebilen yarı saydam güneş pilleri, artık çatıdaki güneş panelleri kadar verimli.
Güneşten enerji toplayabilen pencereler birkaç yıldır var ancak henüz bir binanın enerji maliyetlerini azaltmaya yardımcı olmuyorlar.
Güneş pili teknolojisindeki yeni buluşlarla birlikte pencereler yakında verimli bir şekilde elektrik üretecek.
Avustralyalı bilim insanları, ışığın geçmesine izin verirken elektrik üreten yeni nesil perovskit güneş pilleri üretmeyi başardılar.
Şu anda Avustralya'nın en büyük cam üreticisi Viridian Glass ile yeni teknolojinin nasıl ticari ürünlere dönüştürülebileceğini araştırıyorlar.
Bu teknoloji, bina tasarımında devrim yaratarak pencereleri aktif güç jeneratörlerine dönüştürecektir.
Araştırmacılar, 2 metrekarelik güneş penceresinin standart bir çatı güneş paneli kadar elektrik üreteceğini söylüyor.
Yarı saydam güneş pilleri fikri yeni değildir, ancak önceki tasarımlar çok pahalı, değişken veya verimsiz oldukları için başarısız olmuştur.
Monash Üniversitesi'nden Profesör Jacek Jasieniak ve ekibi ile CSIRO (Avustralya'nın ulusal bilim ajansı) farklı bir yaklaşım benimsedi.
Ultraviyole ve görünür ışığı elektriğe verimli bir şekilde dönüştürebilen perovskit kullananılan hücrelerde, çok düşük stabilite gösteren bir güneş pili bileşeninin (Spiro-OMeTAD) yerine bir polimere dönüştürülebilen organik bir yarı iletken seçtiler
Exciton Science ve Monash Üniversitesi'nden Profesör Jacek Jasieniak, "Çatıdaki güneş enerjisinin dönüşüm verimliliği yüzde 15 ila 20 arasında. Yarı saydam hücreler, gelen ışığın yüzde 10'undan fazlasını iletirken, yüzde 17'lik bir dönüşüm verimliliğine sahiptir. Uzun zamandır elektrik üreten pencerelerin olması bir rüyaydı ve şimdi olması mümkün görünüyor" dedi.
Güneş pencereleri 1 metrekarede 140 watt elektrik üretebilir
Güneş enerjili pencereler bina sahipleri ve sakinleri için bir nimet olacak ve mimarlar, inşaatçılar, mühendisler ve planlamacılar için yeni zorluklar ve fırsatlar getirecek.
Jacek, “Bir değiş tokuş var. Güneş pilleri daha fazla veya daha az şeffaf hale getirilebilir. Ne kadar şeffaf olurlarsa, o kadar az elektrik üretirler, bu da mimarların düşünmesi gereken bir şey haline gelir” dedi.
Yetkili, mevcut camlı ticari pencerelerle aynı derecede renklendirilmiş güneş pencerelerinin metrekare başına yaklaşık 140 watt elektrik üreteceğini de sözlerine ekledi.
Yarı saydam güneş pili teknolojisinin ilk uygulaması muhtemelen çok katlı binalar olacaktır.
Yüksek binalara yerleştirilen büyük pencerelerin yapılması pahalıdır. Yarı saydam güneş pillerini bunlara dahil etmenin ek maliyeti marjinal olacaktır.
Jacek, "Ancak ekstra harcamada bile bina elektriği bedava oluyor! Bu güneş pilleri, binalar hakkında düşünme şeklimizde ve onların çalışma biçiminde büyük bir değişiklik anlamına geliyor. Şimdiye kadar her bina pencerelerin temelde pasif olduğu varsayımı üzerine tasarlandı. Şimdi aktif olarak elektrik üretecekler. Planlamacılar ve tasarımcılar, duvarların güneşi yakalama yöntemini optimize etmek için binaları sitelere nasıl yerleştirdiklerini yeniden düşünmek zorunda kalabilirler” şeklinde ifade etti.
Çalışmadaki baş yazar Dr. Jae Choul Yu, yeni bir tasarımda dönüşüm verimliliğini artırmak istiyor.
"Bir sonraki projemiz ardışık bir cihaz" dedi. "Alt tabaka olarak perovskite güneş pilleri ve üst tabaka olarak organik güneş pilleri kullanacağız." Ve son zamanlarda gördüğümüz gibi, tandem güneş pilleri çok verimli olabilir.
Jacek, ilk ticari yarı saydam güneş pillerinin ne zaman piyasaya çıkacağına gelince, “teknolojinin ölçeklendirmesinin ne kadar başarılı olacağına bağlı olacak, ancak 10 yıl içinde oraya ulaşmayı hedefliyoruz” dedi.
Kore Enerji Araştırma Enstitüsü'nden (KIER) bilim adamları, trafik gürültüsünü azaltmak için geleneksel ses geçirmez duvarların yerine kullanılabilecek bir fotovoltaik-termal gürültü bariyeri geliştirdiler.
Resim: Kore Enerji Araştırmaları Enstitüsü (KIER)
Güney Kore, Gyeryong'daki 3 kW'lık pilot gürültü bariyeri Aralık ayında faaliyete geçti. PV panellerden gelen fazla ısının güneş kollektörlerine iletilmesini sağlamak için PV modüllerini, güneş enerjisi-termal kollektörlerini ve hava akışını sisteme entegre ederek PV sisteminin çalışma sıcaklığını düşürür.
Önerilen konfigürasyonda, PV modülleri güç üretiminden sorumludur. Sisteme gömülü ses yutucu malzeme ısıyı toplayıp sesleri emerken, termal kollektörler ısıyı geri kazanıp yapısal dayanıklılık sağlıyor.
Sistem, standart gürültü bariyerlerinde 0,7'ye kıyasla 0,83'lük bir ses emme performansına sahiptir. 1000 Hz'deki ses yalıtım performansı, geleneksel sistemlerde yaklaşık 30 dB ile karşılaştırıldığında 37,1 desibel (dB) olarak bulunmuştur.
Ses yalıtım performansı, KS F ISO 10140-2 standardına ve KS F 2805 standardına göre ses emme performansına dayanmaktadır.
Resim: Kore Enerji Araştırmaları Enstitüsü (KIER)
Hava akışı teknolojisi olmayan bir referans sistemden 15 C daha düşük çalışma sıcaklığı nedeniyle, PV sisteminin yaklaşık %6 daha fazla elektrik üretebildiği bulundu. Solar termal modüllerin ürettiği ısı 400Wt perm² üretebildi. Araştırmacılara göre bu ısı, bekleme odaları, umumi tuvaletler ve tuvaletler gibi halka açık yerlerde ısıtma, havalandırma ve sıcak suyun ön ısıtması için kullanılabilir.
KIER araştırmacısı Eun-Cheol Kang, "Kore'de gürültü bariyerlerinin toplam kurulum uzunluğu yaklaşık 3.200 km" dedi. “Çok işlevli PVT gürültü bariyeri sistemi pazarının, aralarındaki gölgeleme dikkate alındığında bile 1.000 km'den fazla bir alana uygulanabilir olması bekleniyor. Ses geçirmez duvar teknolojimizin iyi bir alternatif olabileceğini düşünüyorum.”
Araştırma enstitüsü, yeni teknoloji için şimdiden bir patent aldığını ve üç tane daha beklemede olduğunu söyledi. Konsept, Güney Kore'nin Arazi, Altyapı ve Ulaştırma Bakanlığı'nın desteğiyle geliştirildi.
Litvanya'daki Kaunas Teknoloji Üniversitesi'ndeki (KTU) bilim adamları, iki boyutlu (2D) bir perovskite tabakasına dayanan %23.9 verimli güneş pilleri içeren bir fotovoltaik modül geliştirdiler .
Güneş pilinin perovskite filmi, 2D perovskite oluşumunun enerji bariyerini artıran ve yüksek sıcaklıklarda bile hacimli organik katyonların perovskit kafese girmesini önleyen farklı feniletilamonyum iyodür izomerleri ile pasifleştirildi.
Araştırmacılar, "Bu izomerler aynı moleküler formüle sahip, ancak uzaydaki atomların farklı düzenlemeleri, 2D perovskite oluşum olasılığını belirleyen," diye açıkladı ve izomerlerin kapsamlı bir pasivasyon etkisi gösterdiğini ve ışımasız rekombinasyonu bastırdığını ve arayüzey yükü ekstraksiyonunu iyileştirdiğini de sözlerine ekledi.
Mini modül 26 cm2 aktif alan ile tasarlanmış ve standart radyasyon koşullarında %21,36 güç dönüşüm verimliliğine ulaşmıştır. Ayrıca 10.30 V'luk bir açık devre voltajı, 2.71 mA cm -2'lik bir kısa devre akımı ve %76.40'lık bir doldurma faktörü sergilemiştir.
Litvanyalı grup, "Bu, perovskite güneş modülleri için şimdiye kadar bildirilen en yüksek verimliliklerden biri" dedi. "Yüksek modül performansı, perovskite tabakasının iyi tekdüzeliğinden, azaltılmış tuzak yoğunluğundan ve bastırılmış arayüzey rekombinasyonundan kaynaklanmaktadır."
Cihazın ayrıca 1000 saatin üzerinde operasyonel stabilite sunduğu da bulundu.
Pasivasyon teknolojisinin tam açıklaması , yakın zamanda Nature Communications'da yayınlanan "Etkili ve kararlı perovskite güneş pilleri ve modülleri sağlamak için fenilendiamonyumun yapısal izomerlerinin ayarlanması" başlıklı makalede bulunabilir. "Bu çalışma, fonksiyonel grupları ve kimyasal yapıları değiştirmenin, sürekli ve kararlı pasivasyon etkisine sahip yeni organik katyon pasifleştiriciler geliştirmek için etkili bir strateji olması gerektiğini gösteriyor, bu da perovskite fotovoltaikleri ticari uygunluk boyutlarına ölçeklendirmenin yolunu açabilir", yazarlar. çalışma sonuçlandı.
