Představte si solární panel, který je v podstatě nemožné vidět. Korea předkládá první solární panel v historii, který je neviditelný.
Dosud je hlavním problémem při zavádění řešení obnovitelných zdrojů energie nalezení prostoru pro tato řešení. Vyčlenění plochy pro tradiční solární panely, které jsou objemnější, může představovat ještě větší problém. Představte si možnost vyrábět elektřinu přes okno nebo obrazovku telefonu, aniž by se vzhled okna nebo obrazovky telefonu jakkoli změnil. Je třeba ocenit inovaci z Jižní Koreje, která ukazuje, jak snadno se futuristická vize může stát skutečností.
Korea mění pravidla hry se solárními panely
Vůbec první zcela průhledný solární panel bez drátů na světě představil jihokorejský Národní institut pro vědu a technologie v Ulsanu (UNIST). Tento solární panel je pro lidské oko „neviditelný“. Přestože je první svého druhu v historii, přináší také revoluci v tom, jak zapojit solární energii do našeho každodenního života.
Odklon od předchozích průhledných solárních technologií, které bojovaly s překážejícím křídlem nebo nízkou účinností, využívá tento neviditelný solární panel konstrukci ABC (all-back-contact). Stejně jednoduše jako ABC jsou všechny elektrické spoje skryty na zadní straně solárního článku, čímž si článek zachovává svůj čistý, průhledný vzhled, který je podobný vzhledu skleněného okna. Dalším poměrně významným počinem v oblasti transparentní fotovoltaiky je, že tento modul dosáhl působivé účinnosti přeměny energie (PCE) 14,7 %.
Související článek
Jak bylo podrobně popsáno v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences, transparentní solární panel využívá krystalický křemík (c-Si), který se vyskytuje i v tradičnějších panelech. Tým UNIST však c-Si přepracoval tak, aby zajistil stejný výkon s vizuální průhledností. Neviditelné solární panely se brzy dostanou na trh se solárními články, kde bude představen první neviditelný solární článek.
Vnitřní fungování tohoto průhledného panelu
Průhledné solární články nefungují na základě absorpce viditelného světla, ale zachycují ultrafialové (UV) a blízké infračervené (NIR) světlo, které je pro lidské oko neviditelné. Tyto vlnové délky jsou pak přesměrovány do fotovoltaických pásů skrytých podél zadní strany panelu. V zadní části se energie přemění na použitelnou elektřinu. Panel sice vypadá a funguje jako obyčejné sklo, ale jeho funkčnosti si všimnete až při kontrole elektroměru.
Výzkumníkům z UNIST se podařilo dosáhnout průměrné propustnosti viditelného světla 20 %, což znamená, že většina přirozeného světla prochází bez ovlivnění, takže tyto panely jsou ideální pro použití na oknech a displejích. Důležitou roli při zajišťování výkonu panelu hrají také materiály jako oxid titaničitý (TiO₂) a oxid nikelnatý (NiO). Tyto materiály účinně pohlcují UV záření, ale zároveň jsou netoxické a šetrné k životnímu prostředí.
Cesta těchto průhledných solárních panelů je před námi
Zatímco pestrobarevné solární panely inspirované motýly v Evropě rozpoutaly novou éru slávy solárních panelů, tyto průhledné solární panely možná otevírají cestu k další plodné cestě v oblasti průhledných solárních panelů.
„Tato studie zásadně vyřešila estetický problém stávající modularizace solárních článků,“ vysvětlil profesor Kwanyong Seo z UNIST. Přestože jsou tyto průhledné solární panely docela průlomové, některé výzvy jsou ještě před námi, než se neviditelné solární panely stanou hlavním proudem. Mezi tyto výzvy patří například otázka nákladů a účinnosti. Největší překážkou je, že výroba průhledných solárních panelů je ve srovnání s výrobou tradičních panelů složitější.
Rozdíl ve snadnosti výroby tradičních panelů a transparentních panelů se zmenšuje díky probíhajícímu výzkumu materiálů na bázi perovskitu a dalších pokročilých polovodičů. Společnost Ubiquitous Energy a další společnosti již dosáhly u transparentních panelů téměř 10% účinnosti. Doufáme, že s technologickým pokrokem klesnou i ceny těchto panelů. Jak uvedl profesor Seo, tým chce pokračovat ve vývoji, aby se transparentní panely staly základem „ekologického energetického průmyslu budoucnosti“.
Potenciální aplikace a vyhlídky do budoucna
Potenciál využití těchto průhledných solárních panelů je široký. Mohly by být integrovány do oken mrakodrapů, čímž by se celé budovy proměnily v solární generátory energie, aniž by se změnil jejich vzhled. Podobně by mohly být použity ve spotřební elektronice, kde by poskytovaly stálý zdroj energie pro zařízení, jako jsou chytré telefony a tablety, aniž by bylo nutné používat viditelné solární články.
Kromě toho je pozoruhodný dopad těchto panelů na životní prostředí. Díky použití ekologických materiálů a snížení potřeby dalšího prostoru nabízejí udržitelné řešení rostoucích energetických nároků našeho moderního světa. S tím, jak technologie dozrává, můžeme být svědky změny ve způsobu získávání a využívání energie, která se posune směrem k integrovanějšímu a méně rušivému přístupu.
Závěrem lze říci, že vývoj neviditelných solárních panelů představuje významný milník v technologii obnovitelných zdrojů energie. Jak bude výzkum pokračovat a výroba bude nákladově efektivnější, mohly by tyto panely hrát klíčovou roli při dosahování globálních cílů udržitelnosti a nabídnout pohled do budoucnosti, kdy bude čistá energie bez problémů integrována do našeho každodenního života.