Skleněné fasády ve městech budou již brzy vyrábět solární energii

Prosklené výškové budovy působí elegantně, v městské zástavbě zajišťují opticky vzdušné prostředí s dostatkem světla a navíc poskytují i příjemně prosvětlený interiér. Zároveň mají ale obrovské energetické nároky na provoz, ať už jde o kanceláře či obchodní prostory. Pouhé solární články na střeše takové budovy nemohou ani zdaleka pokrýt spotřebu elektřiny, ale vědci nyní přišli s technologií, díky které využijí pro získávání energie celý povrch stavby.

Vývoj poloprůhledných solárních článků, které přemění okna na aktivní generátory energie, se nedávno dočkal významného pokroku. Tým australských vědců vyrobil perovskitové články nové generace s účinností konverze 15,5 % a zároveň s průchodem více přirozeného světla.

Výzkumníci z Victoria’s Monash University a Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) nyní postupně vylepšují poloprůhledné perovskitové solární články (ST-PeSC), které ve své první verzi umožňovaly průchod 10 % viditelného světla a současně dosahovaly 17% účinnosti přeměny energie. Pro srovnání – klasické neprůhledné střešní články na bázi křemíku pracují s účinností přibližně 20 %.

Profesor Jacek Jasieniak se svým týmem nyní díky kombinaci cesia a formamidinia v minerální struktuře perovskitu vytvořil hned několik prototypů solárních článků s různými vlastnostmi.

Za zmínku stojí hlavně modely, u nichž bylo dosaženo účinnosti přeměny energie 15,5 % a 4,1 % s průměrnou propustností viditelného záření 20,7 % a 52,4 %. I když konverze energie je u nich nižší, množství procházejícího viditelného světla už je řadí k materiálům vhodným pro zasklení oken a skleněných fasád.

„Tato práce představuje významný krok vpřed směrem k realizaci vysoce účinných a stabilních perovskitových zařízení, která mohou být nasazena jako solární okna, aby zaplnila momentálně z velké části nevyužitou tržní příležitost,“ uvádí profesor Jasieniak.

Cesium a formamidinium v perovskitových článcích také prokázaly vynikající dlouhodobou stabilitu, když byly testovány při nepřetržitém osvětlení a zahřívání.

Výsledky výzkumu, nedávno publikované v Advanced Science, ukazují, že ST-PeSC panely si udržely 85 % své počáteční účinnosti přeměny energie i po 1000 hodinách nepřetržitého osvětlení. To jim přidává ve srovnání s konvenčními křemíkovými panely na atraktivitě.

Trend, kterým se budou ubírat moderní metropole

Použití solárního zasklení v reálných aplikacích je teprve ve fázi plánů, ale vývojáři o něm stále více uvažují.

Australská architektonická firma Kennon například nedávno oznámila plány na obložení osmipatrové budovy v Melbourne „solárním pláštěm“.

Společnost ClearVue, která se zabývá vývojem solárních skel, také nedávno podepsala smlouvu na dokončení své první komerční instalace ve Spojených státech. Ve spolupráci s americkou společností LabReal plánují instalaci své technologie průhledného solárního skla v kancelářské budově v Atlantě ve státě Georgia. Projekt využije 250 metrů čtverečních zasklení ClearVue PV a výstavba by měla začít do konce roku 2022.

Výkonný předseda ClearVue Victor Rosenberg uvedl, že projekt je první komerční instalací tohoto typu fotovoltaiky v Severní Americe. Bude sloužit jako praktická reference pro zajištění co největšího zájmu o solární skla do budoucna.

„Technologie ClearVue představuje změnu paradigmatu ve způsobu, jakým bude sklo používáno ve stavebnictví,“ říká Rosenberg. „Sklo již nebude jen stavebním materiálem, ale také obnovitelným zdrojem energie a klíčovým prvkem v úsilí o dekarbonizaci stavebnictví – jak u rekonstrukcí, tak u novostaveb. Projekt v Atlantě to prokáže a poskytne společnosti klíčové referenční místo na tomto cílovém území.“