Vědci ve Švýcarsku dosáhli nového rekordu účinnosti pro transparentní solární články, čímž otevřeli cestu pro okna vyrábějící elektřinu, která by mohla pomoci napájet naše domovy a zařízení. Také známé jako Grätzelovy články, solární články (DSC) citlivé na barvivo jsou typem levných solárních článků, které využívají fotosenzibilizované barvivo připojené k povrchu polovodiče k přeměně viditelného světla na energii.
Předchozí verze DSC byly do značné míry závislé na přímém slunečním světle, ale vědci z École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) našli způsob, jak vyrobit průhledné fotosenzibilizátory – molekuly, které mohou být aktivovány světlem – které mohou „adsorbovat“ světlo napříč celým spektrem viditelného světla.
Autoři studie publikované v časopise Nature napsali, že jejich poznatky otevírají cestu pro snadný přístup k výkonným DSC a nabízejí slibné vyhlídky pro využití jako napájecí zdroj a výměnu baterie pro elektronická zařízení s nízkým výkonem, která využívají okolní světlo jako zdroj energie.
Transparentní solární panely
DSC jsou průhledné, flexibilní a mohou být vyráběny v široké škále barev za relativně nízké náklady. Tyto průhledné solární panely se již používají v stropních světlometech, sklenících a skleněných fasádách.
V roce 2012 se SwissTech Convention Center stalo první, kdo aplikoval technologie DSC na veřejné budově.
V roce 2017 otevřela mezinárodní škola v Kodani svou novou budovu pokrytou asi 12 000 modrými, ale průhlednými solárními panely, které využívají stejnou DSC technologii.
Poskytují přibližně 300 megawattových hodin (MWh) elektřiny ročně, čímž mohou uspokojit více než polovinu ročních energetických potřeb školy.
Průhledná solární technologie s 30% účinností
Ale navzdory skutečnosti, že okna generující energii jsou na trhu již řadu let, jednou opakující se stížností byla jejich omezená kapacita pro výrobu elektřiny ve srovnání s tradičními solárními články. Nový průlom týmu EPFL by mohl brzy pomoci překonat tuto bariéru.
Díky novému designu molekul zvýšili účinnost přeměny energie DSC – jinými slovy, podíl sluneční energie, která na ně svítí a která se přeměňuje na využitelnou elektřinu – dosahující více než 15% na přímém slunečním světle a až 30% v okolních světelných podmínkách. V současné době mají komerční solární panely průměrnou účinnost přibližně 20%. DSC nové generace také prokázaly „dlouhodobou provozní stabilitu”, a to nejméně 500 hodin.
Materiály, které přeměňují sluneční světlo na elektrickou energii, mají obrovský potenciál uspokojit rostoucí potřebu planety v oblasti nákladově efektivních technologií obnovitelné energie.
Skleněná okna mají obzvláště obrovský potenciál. Představte si, že by celé mrakodrapy mohly být přeměněny ve vertikální solární elektrárny. V roce 2017 tým z Michiganské státní univerzity, který vyvinul nový typ solárního koncentrátoru, který vytváří solární energii, když je umístěn nad oknem, se domníval, že transparentní solární technologie by mohly uspokojit asi 40% poptávky po energii ve Spojených státech. Odhaduje se, že v kombinaci se solárními jednotkami na střeše a vhodnou technologií pro skladování by se tento podíl mohl zvýšit na téměř 100%.
V Evropě tvořila solární energie 12,2% elektřiny vyrobené v EU v létě tohoto roku, což je nejvyšší podíl v historii. Na základě současných trendů má solární energie podle Evropské komise potenciál uspokojit až 20% poptávky EU po elektřině do roku 2040.
