这项技术如何让窗户变成太阳能电池板

Transparent solar panels were pioneered at Michigan State University and are now being installed commercially.
Transparent solar panels were pioneered at Michigan State University and are now being installed commercially.Image: Unsplash/MICHAEL WILSON
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  • 太阳能窗户看起来像普通玻璃窗,却能像太阳能电池板一样利用阳光发电。

  • 透明太阳能电池板由密歇根州立大学率先研发,如今已开始商业化安装。

  • 据估计,仅美国就有50亿至70亿平方米的玻璃表面。

试想一下,如果你的窗户是透明太阳能电池板呢?

这意味着,住宅、办公室乃至整座城市都可以利用窗户,以可持续的方式将阳光转化为电力。

看起来像玻璃的透明太阳能电池板并非异想天开。它们已经投入使用,并有巨大潜力通过可再生能源满足世界能源需求。

太阳能玻璃技术意味着,世界各地的窗户都可以用来利用阳光发电。 Image: ScienceDirect

什么是透明太阳能电池板?

透明太阳能电池板看起来像透明玻璃,和普通窗户一样可以透光。

但它们采用一种太阳能玻璃制成,能够吸收紫外线和红外线——这两种光线都是肉眼看不见的——并将其转化为可再生电力。

研究人员来自密歇根州立大学,他们研发出了首块完全透明的太阳能电池板,时间是2014年。

太阳能窗户对世界意味着什么?

太阳能窗户及相关的透明太阳能技术可满足美国约40%的能源需求,密歇根州立大学团队认为。

如果再加上屋顶太阳能装置,这一比例可升至近100%。

世界上的玻璃如此之多,潜力巨大。

摩天大楼或可变成太阳能农场

据估计,仅美国就有 50亿至70亿平方米的玻璃表面。

例如,太阳能行业刊物《Solar Magazine》指出,摩天大楼拥有“大量玻璃表面”。

该刊物还补充说,这类建筑利用阳光产生清洁、可再生能源的潜力巨大。

例如,据商业新闻频道 CNBC 报道,美国太阳能窗户专业公司Ubiquitous Energy 表示,计划通过安装太阳能窗户,把摩天大楼变成“垂直太阳能农场”。

这家总部位于加利福尼亚州的公司预计将于开始大批量生产适用于建筑、从地面延伸至天花板的透明太阳能窗户,时间是2024年。

Ubiquitous Energy 由理查德·伦特共同创立。他是一名化学工程师,曾领导密歇根州立大学透明太阳能电池的研发工作。

美国麻省理工学院的研究人员多年来也一直在开发透明太阳能电池。

欧洲正逐渐接受太阳能窗户

太阳能窗户在欧洲也正逐渐普及。

一家总部位于荷兰的公司 Physee 表示,该公司正在欧洲各地的办公楼安装15,000扇“SmartWindows”。这些窗户既装有发电用太阳能电池,也配备传感器技术,可帮助管理建筑的能源使用和舒适度。Physee 表示,这些窗户可将建筑能源成本最多降低30%。

透明太阳能电池板已在丹麦的日间学校哥本哈根国际学校投入使用。该建筑外墙覆盖着12,000块“有色但透明”的太阳能电池板,工程网站 Interesting Engineering 介绍说。

这些电池板每年可提供200兆瓦时电力,超过该建筑能耗的一半。

这就是如何将普通窗户变成透明太阳能电池板的方法
这就是如何将普通窗户变成透明太阳能电池板的方法
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太阳能玻璃比太阳能电池板更具优势

太阳能玻璃又称光伏玻璃,其一项主要优势是占用空间比传统太阳能电池板少。

Interesting Engineering 解释说,在建筑密集、空间有限的城市里,安装传统太阳能电池板很困难。

相比之下,即使在空间狭窄的城市,也可以广泛安装透明太阳能电池板,帮助建筑和城市实现气候净零目标。

太阳能玻璃工程师理查德·伦特解释说:“你可以把建筑物或地貌几乎所有表面都变成太阳能阵列,并在用电地点直接发电,甚至无需知道它就在身边。”

可持续发展影响力会议

太阳能窗户展现了技术如何推动可持续发展——这种进步保护人类和地球,而非对其造成威胁。

本月,世界经济论坛将举办一系列会议,探讨可持续发展以及全球在实现可持续发展方面的进展。

论坛的可持续发展影响力会议将于2022年9月19日至23日举行,汇集商界领袖、政策制定者、创新者以及国际组织和民间社会组织,共同推进联合国可持续发展目标(SDGs)相关工作。

这17项全球目标旨在推动可持续发展,包括消除贫困和饥饿、应对气候变化,并确保人人都能获得清洁且价格可负担的能源。

可持续发展目标由联合国全体193个会员国于2015年通过,目标是在2030年前实现。

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