Jos meillä on mahdollisuus kääntää tai jopa hidastaa ilmastonmuutosta, tarvitsemme kaiken puhtaan energian, jonka voimme saada. Aurinko voi olla iso viipale energiapiirakkaa. Mutta etenkin suurissa kaupungeissa, joissa energiankulutus on suuri, ei ole paljon avointa tilaa massiivisten aurinkotilatilojen perustamiselle - esimerkiksi Ivanpahin aurinkoenergiantuotantojärjestelmä vie 3500 hehtaaria Kalifornian Mojaven autiomaasta.
Asiaan liittyvä sisältö
- Älypuhelimien näytöissä olevat aurinkopaneelit voisivat antaa laitteille virtaa
Energiaa voidaan tuoda melko helposti kaupunkien ulkopuolelta. Mutta aurinkotehokkuudella on fyysisiä rajoituksia, joten kaiken käytettävissä olevan tilan hyödyntäminen energian tuotannossa on tärkeää. Ja vaikka kaupungin katot jättävät tilaa aurinkopaneeleille, sitä tilaa voidaan sen sijaan käyttää paikallisen ruoan kasvattamiseen maltillisessa ilmastossa.
Korkeissa ja pilvenpiirtäjissä on kuitenkin paljon potentiaalisesti energiaa tuottavia ikkunoita.
Michiganin osavaltion yliopiston tutkijat ovat kehittäneet kirkkaita muovisia aurinkokeräimiä, jotka voidaan sijoittaa ikkunoihin estämättä näkymää. Samat keräilijät voivat kiinnittyä myös mobiililaitteiden näytöihin. Äskettäisen Advanced Optical Materials -lehden mukaan muovi pääsee läpi kaiken näkyvän valon. Aurinkoa keräävät ikkunat eivät näytä ihmisen silmältä sävyttyjä tai pilvistä. Sen sijaan materiaali on upotettu pieniin fluoresoiviin orgaanisiin suolamolekyyleihin, jotka on suunniteltu absorboimaan vain valospektrin osia, joita ihmiset eivät näe, kuten ultravioletti- ja lähi-infrapunavaloa.
Michiganin osavaltion apulaisprofessori ja yksi kirjoittajan kirjoittajista Richard Lunt sanoo, että molekyylit ovat samanlaisia kuin luonnossa, vain hiukan muokatut. "Räätälöimme ne tarpeisiimme", hän kirjoittaa sähköpostissa. "Tämä tarkoittaa tiettyjen komponenttien keräämistä näkymättömältä aurinkospektriltä ja hehkua toisella aallonpituudella infrapunassa." Tämä infrapuna "hehku" otetaan sitten valosähköisten kennojen (pääasiassa pienten aurinkopaneelien) kaistaleilla materiaalin reunasta ja käännetään sähköksi. Sieltä johdotetut ikkunat voivat siirtää kerätyn energian paikallisiin akkuihin tai takaisin sähköverkkoon.
Apulaisprofessori Richard Lunt ja jatko-opiskelija Yimu Zhao testaavat läpinäkyvää aurinkoainetta Michiganin osavaltion yliopistossa. (GL Kohuth) Läpinäkyvä aurinkokeräin tarvitsee edelleen melko vähän hienosäätöä, koska sen hyötysuhde on suhteellisen heikko: vain 1% ultravioletti- ja infrapunavalosta muunnetaan sähköksi. Suurin osa kaupallisista aurinkopaneeleista on nykyisin 15 - 20 prosenttia tehokkaita. Mutta Lundin mielestä tekniikan pitäisi saavuttaa vähintään viisi prosenttia jatkotutkimuksilla.
"Tutkimme aktiivisesti reittejä tehokkuuden parantamiseksi parantamalla" hehkuvaa "tehokkuutta, laajentamalla infrapunaspektrin absorptioaluetta", Lunt kirjoittaa. Hän sanoo myös, että valoa keräävien molekyylien ja niiden upotetun läpinäkyvän materiaalin vuorovaikutusten hienosäätämisen pitäisi lisätä kerätyn energian määrää.
Lunt kertoo, että luminesoivien aurinkokeräimien perusajatus on ollut olemassa jo vuosikymmenien ajan. Mutta toisin kuin muut projektit, tämän työn tavoitteena on kerätä näkymätöntä valoa. Hän väittää, että niitä voidaan valmistaa tavanomaisella teollisella prosessoinnilla, ja ne vaativat vain pienen määrän aurinkokennoja materiaalin reunoilta energian keräämiseksi optisesti. Tämä tarkoittaa, että niiden pitäisi olla melko halpoja tuottaa. Sen, että ne voidaan asentaa olemassa olevaan rakennusten ja ikkunoiden infrastruktuuriin, pitäisi myös vähentää kustannuksia verrattuna erillisiin aurinkopaneeleihin.
Luntin mielestä on kuitenkin todennäköistä, että tekniikka näkyy ensin pienessä elektroniikassa, koska se tuottaa jo tarpeeksi energiaa sähköisten lukulaitteiden ja älykkäiden ikkunoiden, esimerkiksi sähkölukijoiden, käyttämiseen. Ryhmä on perustanut yrityksen, Ubiquitous Energy, Inc., joka pyrkii kaupallistamaan tekniikkaa. He odottavat näkevänsä läpinäkyvät aurinkokeräimensä rakennuksissa ja liikkuvan elektroniikan seuraavien viiden vuoden aikana.
Professori ei myöskään usko, että mahdolliset sovellukset pysähtyvät siihen, huomauttaen, että tekniikkaa voidaan käyttää muilla lasipinnoilla, kuten auton tuulilaseissa.
"Voit jopa ajatella sijoittamalla nämä laitteet pinnoille, joilla välität tiettyjen estetiikkojen tai kuvioiden ylläpitämisestä, kuten sivuraide, tekstiilit tai jopa mainostaulut", kirjoittaa Lunt. "He voivat olla ympäri meitä edes tietämättä, että he ovat siellä."
