Ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου Nanjing στην Κίνα δημιούργησε μια διάφανη ηλιακή επίστρωση που μετατρέπει τα παράθυρα σε γεννήτριες καθαρής ενέργειας χωρίς να επηρεάζεται η διαύγεια τους.
Χρησιμοποιώντας στρώσεις των αποκαλούμενων «χοληστερικών υγρών κρυστάλλων» η επίστρωση ανακατευθύνει το πολωμένο ηλιακό φως προς τις άκρες του παραθύρου όπου συλλέγεται από φωτοβολταϊκά κύτταρα. Ένα μικρό πρωτότυπο ήδη τροφοδότησε έναν ανεμιστήρα, ενώ τα παράθυρα σε κανονικό μέγεθος θα μπορούσαν να αυξήσουν την απόδοση κατά 50 φορές μειώνοντας ταυτόχρονα την ανάγκη για υψηλού κόστους φωτοβολταϊκά συστήματα.
Η ερευνητική ομάδα παρουσίασε έναν διάφανο, άχρωμο και μονοκατευθυντικό ηλιακό συμπυκνωτή που εφαρμόζεται απευθείας σε κοινό γυαλί παραθύρου. Χρησιμοποιώντας πολυστρωματικές επιστρώσεις CLC (cholesteric liquid crystal) με υπομικρομετρικές πλευρικές περιοδικότητες, ο νέος διαθλαστικού τύπου συμπυκνωτής (CUSC) κατευθύνει επιλεκτικά το φως προς τις άκρες του παραθύρου όπου βρίσκονται τα φωτοβολταϊκά κύτταρα.
Σε αντίθεση με τους παραδοσιακούς φωταυγείς ή διασκορπιστικούς συμπυκνωτές που συνήθως υποφέρουν από οπτική παραμόρφωση, χαμηλή απόδοση και περιορισμένη δυνατότητα κλιμάκωσης ο νέος CUSC επιτυγχάνει ευρυζωνική εκλεκτική διάθλαση και καθοδήγηση του φωτός χωρίς να θυσιάζεται η διαφάνεια. Διατηρεί μέση ορατή διαπερατότητα 64,2% και δείκτη απόδοσης χρώματος 91,3 επιτρέποντας την παραγωγή ενέργειας χωρίς να αλλοιώνεται η εμφάνιση του παραθύρου.
«Με τον κατάλληλο σχεδιασμό των δομών των χοληστερικών υγρών κρυστάλλων, δημιουργούμε ένα σύστημα που εκτρέπει επιλεκτικά το κυκλικά πολωμένο φως οδηγώντας το μέσα στον υαλοπίνακα υπό μεγάλες γωνίες» λέει ο Δρ. Ντεγουέι Ζανγκ, εκ των επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Πειράματα έδειξαν ότι ένα πρωτότυπο διαμέτρου μίας ίντσας μπόρεσε να τροφοδοτήσει απευθείας έναν ανεμιστήρα 10 mW με ηλιακή ακτινοβολία. Υπολογιστικά μοντέλα δείχνουν ότι ένα παράθυρο CUSC πλάτους 2 μέτρων θα μπορούσε να συμπυκνώσει το ηλιακό φως 50 φορές, μειώνοντας την ανάγκη για φωτοβολταϊκό εξοπλισμό έως και 75%. Το σύστημα μπορεί να συνδυαστεί με υψηλής απόδοσης φωτοβολταϊκά, όπως αρσενικούχο γάλλιο, για ακόμη μεγαλύτερη μετατροπή ενέργειας.
Οι πολυστρωματικές επιστρώσεις CLC κατασκευάζονται με τεχνικές φωτοευθυγράμμισης και πολυμερισμού και είναι συμβατές με μαζική παραγωγή roll-to-roll. Το σχέδιο είναι σταθερό σε μακροχρόνια έκθεση και μπορεί να τοποθετηθεί σε υπάρχοντα παράθυρα αποτελώντας μια πράσινη αναβάθμιση για τις πόλεις.
«Ο σχεδιασμός CUSC είναι ένα βήμα μπροστά στην ενσωμάτωση της ηλιακής τεχνολογίας στο δομημένο περιβάλλον χωρίς να θυσιάζεται η αισθητική. Αντιπροσωπεύει μια πρακτική και κλιμακούμενη στρατηγική για τη μείωση του άνθρακα και την ενεργειακή αυτάρκεια» λέει ο καθηγητής Γουέι Χου.
Στο μέλλον, οι ερευνητές θα επικεντρωθούν στη βελτίωση της ευρυζωνικής απόδοσης, στον έλεγχο της πόλωσης και στην προσαρμογή της τεχνολογίας για γεωργικά θερμοκήπια και διαφανείς ηλιακές οθόνες. Το όραμά τους: να μετατρέψουν το παθητικό γυαλί σε ενεργές επιφάνειες παραγωγής ενέργειας σε όλο τον κόσμο.
Naftemporiki.gr
