Energetyczna szyba w oknie

6. edycja 4 Design Days odbędzie się w nowym terminie - 27-30 stycznia 2022 roku, a już 13 maja 2021 r. odbędzie się 4 Design Days Online

Przynajmniej od pięciu lat trwają intensywne prace naukowe nad skonstruowaniem przeźroczystej szyby okiennej, która byłaby jednocześnie ogniwem fotowoltaicznym generującym prąd elektryczny.

Za prekursorów tego pomysłu, którzy zajęli się jego praktyczną stroną, uznać można chińskich naukowców z prestiżowego amerykańskiego uniwersytetu Princenton. Od tego czasu rozwiązanie to spopularyzowano, jako szyby w inteligentnych oknach. Według profesora Yueh-Lin Loo nadzorującego projekt w Princeton, nowa technologia jest tak naprawdę inteligentnym systemem zarządzania całym spektrum promieniowania.

Kolejne osiągnięcia w 2020 r., dokonane zostały przez innych chińskich uczonych na Uniwersytecie Michigan w USA. Skonstruowali oni przeźroczystą plastikową szybę nasyconą miedzią srebrem i cynkiem, która jednocześnie staje się ogniwem fotowoltaicznym.

Wydaje się, że znaczący postęp techniczny w tej materii jest jeszcze przed nami. Jego kolejna wersja tym razem przyszła do nas z Japonii, o której pisze nowojorski portal internetowy Freething .

Problem, który starali się rozwiązać japońscy uczeni polegał nie na samym pomyśle, co jak wspomniano od wielu już lat nad tym pracowano. Japończycy ocenili, że na razie nawet najnowsze tego rodzaju projekty przepuszczają mniej niż 70 proc. wpadającego światła. To za mało, by urządzenia te spełniały swoją rolę również szyb okiennych. Innowacyjny projekt zespołu, którym kieruje Toshiaki Kato z Uniwersytetu Tohoku (jeden z najbardziej prestiżowych uniwersytetów w Japonii) opiera się na wykorzystaniu złożonych interakcji między ultra cienkimi materiałami.

Nie wdając się w naukowe rozważania na ten temat, które portal ten omawia szczegółowo, stwierdza on, że dzięki swojemu podejściu do tego tematu Kato drastycznie podniósł wysokość bariery kontaktowej w porównaniu z poprzednimi projektami. Wprowadzone przez niego zmiany spowodowały, że japońskie urządzenie energetycznej szyby okiennej jest 1000 razy skuteczniejsze w przekształceniu przechodzącego światła w energię, aniżeli poprzednie konstrukcje. Jednocześnie są one bardziej przeźroczyste, gdyż przepuszczają 79 proc. światła padającego prostopadle.

Zespół naukowych współpracowników Kato jest przekonany, że jeśli w przyszłości materiał konstrukcyjny tej szyby stanie się bardziej dostępny, to pewnego dnia może umożliwić różnorodnym urządzeniom elektronicznym pozyskiwanie obfitej energii słonecznej bez konieczności podłączania ich do zewnętrznych źródeł zasilania. Choć ilość pozyskiwanego w ten sposób prądu elektrycznego nie jest duża, to jednak jego zaletą jest niezależne, trwałe i względnie tanie źródło dodatkowej energii.

Od strony praktycznej, dodatkową zaletą tego systemu jest zachowanie dotychczasowego sytemu szyb w oknach. Na posiadane obecnie szyby naklejana jest przeźroczysta folia, która umożliwia pozyskiwanie dodatkowej energii elektrycznej.