Aurinkopaneeli, jota kutsutaan myös aurinkosähköpaneeliksi tai -moduuliksi, on laite, joka kerää auringonvaloa ja muuntaa sen sähköksi. Kun fotoneiksi kutsutut valohiukkaset osuvat aurinkopaneelin päällä olevaan ohueen piikerrokseen, ne irrottavat elektroneja piiatomeista. Tämä aurinkosähkövaraus tuottaa tasavirtaa eli DC:tä, joka kiinnittyy aurinkopaneelien johdotukseen. Tässä artikkelissa opit kaiken läpinäkyvistä aurinkopaneeleista. Nämä paneelit ovat tieteellinen ihme ja ansaitsevat laajemman yleisön arvostuksen.
Mitä tarkoitat läpinäkyvillä aurinkopaneeleilla?
Perinteiset aurinkopaneelit pystyvät absorboimaan auringonvaloa ja muuttamaan fotoneja (auringonvalon hiukkasia) käyttökelpoiseksi energiaksi. Toisaalta läpinäkyvät aurinkopaneelit pystyvät muuttamaan esimerkiksi älypuhelinten pintaa, ikkunoita, toimiston lasikattoa jne. ja käyttämään näitä sähkön tuottamiseen. Toimivien läpinäkyvien aurinkopaneelien valmistaminen ei kuitenkaan ole kovin helppoa. Se on vaikeaa, koska näiden paneelien läpinäkyvä materiaali ei pysty absorboimaan valoa, ja jos valoa ei absorboida, sähkön tuotantoprosessi ei tapahdu.
Mitä ovat läpinäkyvät aurinkokennot?
Kuvittele maailma, jossa ikkunoiden, puhelimien, autojen kattoluukkujen ja toimistorakennusten lasikattojen lasia voitaisiin käyttää sähkön tuotantoon. Läpinäkyvien aurinkokennojen ansiosta kaukainen unelma on lähestymässä todellisuutta. Läpinäkyvät aurinkokennot pystyvät muuttamaan arkipäivän tuotteita, kuten elektronisia laitteita ja ikkunoita, sähkögeneraattoreiksi. Lisäksi ne tekevät tämän muuttamatta niiden ulkonäköä tai toimintaa yleisesti. Nämä kennot absorboivat vain UV- ja infrapunavaloa, kun taas näkyvä valo kulkee niiden läpi esteettä. Tästä syystä silmämme eivät havaitse niitä esimerkiksi läpinäkyvissä ikkunoissa. Katso myös Aurinkoenergia, energian varastointi ja älykkäät sähköverkot muuttavat sähkölaitoksia .
Mitä ovat selkeät aurinkopaneelit?
Kirkkaat aurinkopaneelit muistuttavat kirkasta lasia ja läpäisevät valoa kuten tavalliset ikkunat. Ne on kuitenkin valmistettu erityisestä aurinkolasista, joka ensin absorboi ja sitten muuntaa näkymättömän UV- ja infrapunavalon kestäväksi energiaksi.
Mitä ovat läpinäkyvät aurinkoikkunat?
Läpinäkyvä aurinkoikkuna on uusi teknologia, joka kerää ja käyttää valoenergiaa ikkunoiden tai minkä tahansa muun lasipinnan läpi riippumatta siitä, missä kulmassa se on. Se voisi olla iso juttu aurinkoenergian hyödyllisyyden lisäämisessä useammissa paikoissa. Insinöörit ovat keksineet useita tapoja tehdä läpinäkyvää aurinkoteknologiaa. Useimmat niistä toimivat kuitenkin enemmän kuin läpinäkyvä aurinkokonsentraattori. Tämä tarkoittaa, että ne on suunniteltu absorboimaan tiettyjä UV- ja infrapunavalon aallonpituuksia, joita ei voida nähdä paljaalla silmällä, ja muuttamaan ne energiaksi, joka voi käyttää elektroniikkaa.
Tätä teknologiaa kutsutaan myös nimellä ”aurinkosähkölasi”, ja sen läpinäkyvyyttä voidaan säätää. Vuonna 2014 Michiganin osavaltionyliopiston (MSU) tutkijat valmistivat täysin kirkkaan aurinkokonsentraattorin, joka kykeni muuttamaan lähes minkä tahansa ikkunan tai lasilevyn aurinkokennoksi.
Läpinäkyvien aurinkopaneelien käyttö kasvihuoneissa
Läpinäkyviä aurinkopaneeleja, jotka pystyvät suodattamaan eri aallonpituuksia valon tuottamiseksi ja tuottamaan aurinkoenergiaa vahingoittamatta kasvien kasvua tai terveyttä, voidaan käyttää kasvihuoneiden toiminnan parantamiseen. Kasvavan väestön ja äärimmäisempien sääolosuhteiden vuoksi tulevaisuuden viljelijöiden on ehkä kasvatettava enemmän satoa kasvihuoneissa. Avomaanviljelyyn verrattuna kasvihuoneet voivat tuottaa jopa 100 % enemmän ruokaa eekkeriä kohden. Ne tarvitsevat kuitenkin valtavan määrän sähköä pitääkseen lämpötilansa vakaina. Aurinkoenergia on yksi tapa, jolla kasvihuone voi saada halpaa sähköä . Mutta on järkevää sijoittaa aurinkopaneelit rakennusten katoille, jotta niistä saadaan mahdollisimman paljon energiaa.
Katto on erittäin tärkeä paikka kasvihuoneelle. Siinä on oltava riittävästi tilaa auringonvalon läpi päästääkseen, jotta kasvit voivat kasvaa ja oikea lämpötila nousta. Toisaalta läpinäkyvät aurinkopaneelit päästävät läpi suurimman osan kasvien tarvitsemasta valosta ja ottavat sisäänsä vain pienen määrän valoa, joka muuttuu sitten sähköksi. Ne myös pitävät kasvihuoneen tasaisessa lämpötilassa, koska ne ovat hyviä eristeitä. Tutkijat uskovat, että läpinäkyvät aurinkosähkökennot eivät vaikuta kasvien kasvuun paljoa, mikä tekisi niistä täydellisen käytettäväksi kasvihuoneissa. Ne antavat meille myös mahdollisuuden käyttää erilaisia teknologioita kestävän energian tuottamiseen. Kasvihuoneet voivat muuttua energianeutraaleiksi, kun ne estävät vain pienen määrän auringonvaloa, jolloin ne tuottavat yhtä paljon energiaa kuin kuluttavat. Mutta jos maanviljelijät haluavat tuottaa enemmän energiaa, he voivat vähentää läpi tulevan valon määrää vielä enemmän.
Läpinäkyvät aurinkopaneelit rajoittavat ensisijaisten energialähteiden (öljyn ja maakaasun) käyttöä kasvihuoneen lämmitykseen ja jäähdytykseen. Tämä pienentää kasvihuoneen energiajalanjälkeä. Koska energialähde on uusiutuva, hiilivapaata sähköä voidaan tuottaa vaikuttamatta satoihin. Lue myös Kuinka kauan aurinkogeneraattorit kestävät?
Mitä ovat osittain läpinäkyvät aurinkopaneelit?
Saksalainen Heliatek GmbH on valmistanut osittain kirkkaita aurinkopaneeleja, jotka tunnetaan myös nimellä osittain läpinäkyvät aurinkopaneelit. Nämä paneelit absorboivat 60 % saamastaan auringonvalosta. Perinteisen aurinkosähköpaneelin hyötysuhde on 12 %, kun taas osittain läpinäkyvän aurinkopaneelin hyötysuhde on 7.2 %. Tämä osoittaa, että osittain läpinäkyvä paneeli ei ole yhtä tehokas kuin perinteinen paneeli. Lisäksi ensin mainittu menettää 40 % läpi kulkevasta auringonvalosta. Osittain kirkkaista aurinkopaneeleista on kuitenkin paljon liiketoimintapotentiaalia. Niitä voidaan käyttää toimistorakennuksissa, joissa on paljon etelään päin olevaa lasia, ja näissä yrityksissä paneeleja voidaan käyttää vähentämään auringonvalon määrää. Katso myös Kestävän maisemasuunnittelun määrittely ja suunnittelu.
Läpinäkyvien aurinkopaneelien valmistajat
Aurinkoteollisuuden tulevaisuus näyttää valoisalta, kun kehitetään selkeitä aurinkopaneeleja, joita voidaan käyttää myös ikkunoina ja sähkön tuottamiseen.
- Heliatek: Se on yksi johtavista yrityksistä orgaanisen aurinkokalvon alalla. Saksalainen yritys teki viime vuonna uuden ennätyksen läpinäkyvien aurinkokennojen tehokkuudessa. Uuden teknologiansa ansiosta aurinkokennot voivat olla jopa 40 % läpinäkyviä ja niiden hyötysuhde on yli 7 %.
- Kaikkialla oleva energia: Se on toinen yritys, joka johtaa tietä läpinäkyvien aurinkopaneelien alalla ja jonka kotipaikka on Yhdysvalloissa. Piilaakson yritys valmistaa aurinkokennoja, jotka ovat kirkkaita käyttämällä teknologiaa, jossa on näkymätön kalvo. Kaikkialla oleva energia uskoo, että sen teknologia voisi johtaa tulevaisuuteen, jossa matkapuhelimista ja tableteista ei lopu koskaan virta ja pilvenpiirtäjät voivat käyttää valtavia ikkunoita aurinkopaneeleina.
Läpinäkyvän aurinkopaneelin hinta
Läpinäkyvät aurinkopaneelit ovat uusi hype markkinoilla, ja on itsestään selvää, että haluat myös oppia näiden unenomaisten laitteiden hinnat. Hinnan suhteen
- PV (Photovoltaic glass) maksaa noin 50 dollaria neliömetriltä,
- kun taas tyypillinen aurinkopaneeli maksaa välillä 40 dollaria ja 110 dollaria neliömetriltä ja
- tyypillinen kaksinkertainen ikkuna maksaa välillä 24 dollaria ja 45 dollaria neliömetriltä, mukaan lukien materiaali- ja asennuskustannukset.
Mikä on läpinäkyvän aurinkopaneelin tehokkuus?
Läpinäkyvät aurinkopaneelit eivät absorboi näkyvää auringonvaloa, vaan ne absorboivat tiettyjä näkymättömiä valon aallonpituuksia, kuten ultraviolettivaloa. Näiden paneelien nykyinen hyötysuhde on noin 1 %, mutta niiden arvioitu potentiaali on 5 %. Täysin ja osittain läpinäkyvien paneelien 5 %:n ja 7.2 %:n hyötysuhteet ovat silti alhaisemmat verrattuna perinteisten aurinkopaneelien 15 %:n keskimääräiseen hyötysuhteeseen.
Mitä ovat puoliläpinäkyvät aurinkokennot?
Läpinäkyvät aurinkokennot ovat teknologiaa, joka yhdistää näkyvän valon läpinäkyvyyden ja valon muuntamisen sähköksi. Yksi parhaista tavoista käyttää tällaisia teknologioita on asentaa ne energiatehokkaisiin rakennuksiin, kuten ikkunoihin ja kattoikkunoihin. Tällä hetkellä useimmat rakennukseen integroidut aurinkosähköjärjestelmät (BIPV) käyttävät kiteisestä piistä valmistettuja moduuleja. Piin läpinäkymättömyys kuitenkin avaa oven uusien aurinkosähköjärjestelmien käytölle, jotka voidaan tehdä todella läpinäkyviksi. Tämän jälkeen tutustutaan läpinäkyviin aurinkopaneeleihin.
Mitä tarkoitat Windowsilla läpinäkyvillä aurinkopaneeleilla?
Läpinäkyvät aurinkoikkunat näyttävät tavallisilta lasi-ikkunoilta, mutta ne toimivat kuin läpinäkyvät aurinkopaneelit, jotka muuntavat auringon energian sähköksi. Toimistot, kodit ja itse asiassa koko kaupunki voisivat käyttää näitä ikkunoita ja tuottaa merkittävästi sähköä auringosta. MSU-tiimin mukaan aurinkoikkunat ja muut läpinäkyvät aurinkoteknologiat voisivat tyydyttää noin 40 % Yhdysvaltojen energiantarpeesta. Katoille asennettavat aurinkopaneelit voisivat nostaa tämän lähes 100 %:iin. Potentiaali on valtava, koska maailmassa on niin paljon lasia.
MSU:n tutkijat ovat varmoja, että läpinäkyvä aurinkopaneeliteknologia voisi tyydyttää noin 40 % Yhdysvaltojen vuosittaisesta energiantarpeesta ja ehkä jopa enemmän yhdistettynä kattoasennuksiin asennettuihin aurinkopaneeleihin, koska nämä kaksi teknologiaa toimivat hyvin yhdessä. Energian varastointia on kuitenkin parannettava, mutta MSU:n mukaan jos varastointiteknologia paranee, Yhdysvallat voisi tyydyttää kaikki sähköntarpeensa lähitulevaisuudessa.
Suositus: Sotkeutuminen lohkoketjuun: Lohkoketju, yhteisöt ja uuden energiaparadigman globaalit vaikutukset
