建築用途向け透明ソーラーアレイの探索

最近の機関(])では、国立再生可能エネルギー研究所(NREL)と[]]マサチューセッツ工科大学(MIT)は、従来のパネル(15〜22%)よりも低い5〜10%の範囲に透明なパネルの効率をプッシュし、スケールで展開するときに多くの建物集積応用に十分である。

従来の太陽電池パネル上の主利点

妥協のない審美的な統合

従来のソーラーパネルは、多量で視覚的に侵入することが多いです。透明な配列は、ガラス製のパン、カーテンウォール、インテリアの仕切りに埋め込むことができ、建築家が洗練されたモダンなデザインを維持することができます。この統合は、実質的な-estate値を高め、別の取り付け構造の必要性を排除することができます。

表面面積のデュアルユース

建物はすでにガラスで覆われています。既存のウィンドウとファサードエリアを電源に変換することで、透明なソーラーアレイは、追加の土地や屋根のスペースを必要としないエネルギー収穫を最大化します。密な都市環境で重要な利点です。

日光および艶出し制御

透明度の高い太陽光素材は、紫外線や赤外線をフィルタリングし、快適な光を放ちながら、より快適でエネルギー効率の高い内部空間を演出する、冷却負荷や内部のまぶしさを低減します。

ネットゼロビルのスケーラビリティ

不透明の屋根のパネルと組み合わせると、透明な配列は、建物を網のゼロエネルギー消費に近い移動するのに役立ちます。 一部の商用インストールは、すでに統合された透明な太陽が建物の電力ニーズの20〜30%を供給することができることを実証しています。

第一次建築用途

建物の正面およびカーテン・ウォール

広いガラスの外部のオフィス タワー、ショッピングセンターおよび市民の建物は理想的な候補者です。透明な太陽電池パネルは標準的なガラス パネルを取り替え、建物全体を発電機に囲みます。アムステルダムのおよび[]]]のBullitt Centerの早い例は高度の艶出しの技術を組み込むエネルギー 陽性の建物の初期です。

スカイライトとアトリウム

空港、博物館、ショッピングモールで共通する大型オーバーヘッドガラスは、透明なソーラーアレイを装備し、照明とHVACエネルギーの使用を相殺できます。これらの領域は、多くの時間に直射日光を受信しているため、高エネルギー-アイルの潜在能力を提供します。

農業の温室

透明パネルは、植物が残りの電気に変える間、光合成に必要な特定の波長を通して許可することができます。これにより、同時に作物や再生可能エネルギーを生成し、栽培者のための運用コストを削減する「]]]の農業温室を有効にします。

アーバンインフラ

バスの避難所、道路家具、公共の芸術のインストール、およびデジタルサイネージは、統合された透明な太陽によって供給することができます。 小規模な展開は、東京、ロンドン、サンフランシスコなどの都市に既に存在しています。

自動車および携帯用電子工学

建築を超えて、透明な太陽は車の日光浴、スマートフォンのバックパネル、およびウェアラブルデバイスのために探求されています。これらのアプリケーションは、研究段階に大きく残っています。

ワイドスプレッド採用を制限する現在の課題

効率対. 透明性貿易-オフ

ほとんどの透明な太陽電池は、50〜70%の可視光伝送で[3〜10%の効率[を達成します。 より高い透明性は、インストールコストを正当化しないかもしれない5%未満の効率を低下させることができます。 研究者は、この取引を容易にするためにタンデムセルと高度な光をトラップナノ構造で実験しています。

製造コストとスケーラビリティ

透明ソーラー素材 - 特にインジウム酸化物(ITO)または希土類(希土類)を使用して、スケールで生成する高価です。 有機性太陽光発電および溶液のロール印刷へのロールは、コストダウンのための有望な手段ですが、ボリューム生産は依然として限られています。

耐久性と長寿

有機およびperovskite材料は従来のケイ素より紫外線露出および熱循環の下でより速く劣化します。カプセル封入および保護コーティングは20+年に寿命を拡張するために開発されますが、長期分野のデータはスパースです。

規制とコードのハルール

建物コードは、特定の火災の評価、耐衝撃性、および熱性能を要求することが多い。透明なソーラーパネルは、開発時間と認定コストを追加する、これらの同じ基準を満たしている必要があります。

リアル・ワールド・インスタレーションとケーススタディ

スイステックコンベンションセンター、ローザンヌ

蓄光性太陽光コンセントレイターの初期ショーケース:建物の正面に色、半透明パネルが設置され、ロビー照明に電力を供給するのに十分な電力を発生させました。このプロジェクトは、審美的な魅力とエネルギーの生成が相互に排他的ではないことを実証しました。

コロラド大学コーズ・イベント・センター

従来のガラスをメインエントランスホールに透明の光起電ガラスで交換。1年12MWhを生産しながら、部分的なシェーディングを施すことで、1ヶ月10の家を電力供給する。

ユビキタスエネルギーのパイロット生産

MIT の Ubiquitous Energy のスピンオフは、標準ウィンドウ ガラスに適用される透明な太陽光コーティングを商用化しました。カリフォルニアのパイロットラインは、商用建築プロジェクトの UE PowerTMウィンドウを生成し、目標の透明性が50%、効率性が10%に達します。

環境影響とサステナビリティ

透明な太陽配列は、建物の運用カーボンフットプリントを大幅に削減できます。 ]Joule]で公表された研究では、米国で新しい商業用ガラスの10%が透明な太陽を使用した場合は、毎年40万メートルのCO2トン以上をオフセットできます。 さらに、これらの配列は従来のガラス(高エンジデッドエネルギー材料)を交換し、太陽光発電コーティングの増大環境コストは比較的低いです。

しかし、終点の再生性は懸念を残します。多くの透明なソーラーデバイスには、まだ広くリサイクルされていない有機またはペルフスキート化合物が含まれています。このような産業コンソーシアム(])は、太陽エネルギー産業協会のリサイクルプログラム]は、まれな材料を回収するための基準を確立するために働いています。

経済の可燃性および投資のリターン

透明な太陽光窓の現在の設置コストは、平方メートルあたり$ 200〜$ 500から、約2〜4倍のコストで標準的な低eガラスのコストです。 しかし、グリッドフィードの関税からエネルギー節約と潜在的な収益は、屋上ソーラーよりも長い、大規模なガラス表面と高電力価格の建物にとって魅力的である8〜15年の給与期間を産むことができます。 米国のようなイニシアチブの規模を生産するとして、エネルギー省庁 太陽光発電]は、40〜6〜6〜6回に及ぶ。 [VBIF]は、プログラムが低下する予定されている。