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未来的太阳能电池,可以像车窗上的贴膜一样,“趴”在你家的窗户玻璃 上,不知不觉中,就把太阳光变成了电……这不是科幻小说,合肥乐凯科技产业有限公司高性能膜材料研究所近日正式揭牌。在这个全国唯一的高性能膜材料研究所里,这种薄膜太阳能电池正在研发中。
(来源:微信公众号“BIPV在线”ID:bipvzx)
“薄膜太阳能电池,形象简单地说,就是薄膜型的,可以像窗帘一样卷起来的太阳能电池。”
正是由于薄膜太阳能电池的这种特性,未来的太阳能电池就能“趴”在窗户玻璃上。“一方面是透明的,不影响采光;另一方面也能对太阳光进行电能转化。”
每年,国际最大的绿色商业企划竞赛--荷兰邮政彩票赞助的“绿色挑战(Green Challenge)”科技发明奖,都会从全世界上百份送评中挑选出优秀的环保作品获奖者,赠予丰厚奖金(冠军获奖者可以获得50万欧元的奖金),从而鼓励和帮助设计师把他们的绿色产品计划推向市场。
今年,“绿色挑战”已是第十届举办,为此特地邀请了荷兰王后马克西玛主持颁奖仪式。冠军揭晓,获奖幸运儿是来自代尔夫特的一家创业公司PHYSEE,他们设计的会发电的玻璃窗(power window)给人们带来耳目一新的感受。
作为PHYSEE公司的主创者,28岁的年轻人Willem Kesteloo坚定地相信,面向可持续创新的历史潮流不可逆转。他凭借这一信念,经过艰辛努力成功发明了会发电的玻璃窗(power window),这种会发电玻璃窗看似普通,其实藏有乾坤,可以透过双层玻璃窗,将光能转换为电能,为建筑物提供持久能源。
在现有社会环境里,常规玻璃窗可以反射30%的入射光;PHYSEE的秘笈是通过一种特殊的外窗玻璃涂层,把这些入射光收集起来,并通过玻璃传送到窗框内的太阳能电池条。该涂层是惰性的,即使经历猛烈的太阳光长久照射或恶劣天气地侵犯,依然能够持之以恒稳定工作。
此外,设施材料的相互依附发挥了作用,会发电的玻璃窗还可以和储热系统相结合,达到节省能源需求的效果。要是把玻璃窗运用到改造后的传统商业建筑,预计可以节省总能源需求的50%(电力、热力)。要是在新建楼宇配套建设安装,则可以达到百分之百的能源节省效果。人们可以试想一下,这扇充满潜能的窗户除了可以像普通窗户一样,让您把自然景观收入视野,还可以同时为房屋或停在车库里的汽车供电,这无疑是一件一举多得的美事!
除此以外,会发电的玻璃窗从窗户框架、内外玻璃到所有零配件都严格达到专业标准,PHYSEE公司还承诺对产品给予和市场一致的10-15年保修期,免除客户后顾之忧。同时考虑到市场需求的多样性,会发电的玻璃窗在产品订制上弹性非常大,可以依照客户要求订做弯曲的、由塑料制成的、双层玻璃或三层玻璃的成型款式,如果您有需求,还可以刻上名字。
欧盟相关政府条例规定,到2020年所有商业建筑或政府建筑必须达到能源低碳的国际化标准。由于与此相关的技术改造项目平均需要耗时3-4年才能完成,因此如何尽量降低运转过程中的能源消耗,其中的关键技术改良是房地产开发商面临的重要课题。
现阶段常见的节能设备中,太阳能电池板必须在屋顶或室外安装,其余替代品则要么安装工程复杂,要么花费成本太高,都显得不尽完善。会发电的玻璃窗以环保新秀和科学功能形象面世,采用最普通不过的玻璃、精巧而不占用更多位置、发挥可扩展性和最佳成本效益帮助建筑物能源消耗达到低碳目标。因此,我们可以毫不夸张地说,会发电的玻璃窗,真是一项赋予划时代意义的设计之作!
随着太阳能技术日新月异,太阳能板日渐融入建筑整体设计,未来乍看之下很正常的摩天大楼,实际上可能是铺满玻璃太阳能板的节能零碳建筑。
英国太阳光电Polysolar致力于结合建筑与太阳能板,利用有机聚合物薄膜太阳能技术发展建筑整合太阳能(BIPV),让玻璃太阳能板取代原有窗户。一块1,200×600毫米的玻璃太阳能板可月生产5kWh电力,且该公司也声称其太阳能板不会扭曲景物,还有可调变色与橙色遮光玻璃太阳能板等选择,也可以透过玻璃解决方案选定想要哪种透明度玻璃。
Polysolar指出,假如将伦敦碎片大厦(The Shard)足以覆盖8座足球场的玻璃窗都换成太阳能板,每年可生产2,500MWh电量,电力可为1,000户家庭提供整年用电,除了大大减少空调与电力成本,也能让一般大楼变成一栋零碳绿建筑。
虽然目前标准玻璃太阳能板成本较贵,可说是传统窗户2倍,但公司表示,一旦开始大量生产,价格将会大幅下降。且太阳能板价格可以摊进原始建筑材料、安装成本也能算进建筑工事中,结合设计与美观,该技术在BIPV发展机会多。
Polysolar CEO Hamish Watson表示,得益于「降低碳排放」全球环保意识,再生能源越来越重要,可以善加利用BIPV潜在市场和商机、同时为地球尽一分心力,而公司希望未来可以为伦敦打造500栋绿建筑。
Independent先前分析指出,2022年太阳光电建筑整合商机可达260亿美元,虽然这只占建筑玻璃市场的一小部分,但仍是发展机会,再加上玻璃太阳能应用跟其他太阳能板一样,也可以设备在住家与车库,为住家与电动车供电,更是消费者另一种考量。
该公司先前已经在英国进行小规模测试,像是2013年于Sainsbury加油站装设玻璃太阳能屋顶、2017年在伦敦金丝雀码头打造太阳能公车站,或是在英国国营铁路公司外墙遮雨棚装设太阳能板。
这也不是一个研发玻璃太阳能板、或是想整合窗户与太阳能技术厂商,2017年12月美国国家再生能源实验室(NREL)也发明太阳能变色窗,当窗户受到太阳光照射之后就会变暗,除了可以隔热,也具有发电功能,光电转换可达11.3%。
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