如果研究人员能够开发出低成本,不可见的太阳能电池替代普通的窗户玻璃,那么结果将是史诗般的可持续发展。众所周知,窗户是提高能源效率的薄弱环节,即使在较新的建筑物中也是如此。对于美国数百万座较旧的建筑物而言,这翻了一番。升级到新的透明太阳能电池窗,您可以减少能源损失,尽可能避免使用自然日光节约所有能源,并产生可再生能源。
根据奥巴马总统的国家能源政策,透明玻璃太阳能电池为将美国的旧式,低效建筑从吸能负担转变为清洁,可再生能源的主要来源提供了另一条途径。考虑到这一点,让我们看一下国家可再生能源实验室与一家名为New Energy Technologies,Inc.的公私合作伙伴关系中正在开发的隐形太阳能电池组件。
通往隐形太阳能电池的漫长道路
我们在2011年首次注意到新能源技术(NET),当时它的SolarWindow透明太阳能窗户玻璃涂料引起了能源部的关注。
该涂层基于“世界上最小的功能性有机太阳能电池”,根据NET的说法,其尺寸约为米粒的四分之一。这些电池不是依靠硅,而是基于廉价的氢-碳材料(它们属于有机太阳能电池类别)。
该技术显示出希望,但为了打入单户住宅和商业建筑的大众市场,需要扩大规模并降低价格,NET与NREL达成协议以实现这一目标。
与NREL合作,到2012年,该公司成功生产了约26平方英寸的透明太阳能电池组件。听起来可能不算什么,但是比以前的模块大14倍。
就在上周,NET与NREL续签了合作研发协议,致力于改善涂料的性能和使用寿命,并开发出更具成本效益的商业化生产方法。
研究也有新变化。NET和NREL也将使SolarWindow适应在包括透明和着色塑料在内的柔性表面上工作。
太阳能涂料的优势
没有任何一种光伏技术能够普遍实现最佳的能源效益,因此不要指望SolarWindow(或类似产品)替代传统的太阳能电池板。但是,太阳能涂料确实具有一些优势,可以帮助将低成本太阳能从实验室中带出并广泛使用。
主要的总体优势在于,太阳能涂料可以应用于多种现有表面,也可以无缝集成到新的基础设施中。NET目前正计划在几种主要应用上使用:用于单户住宅和商业建筑的平板玻璃(用于新建和更换窗户),结构玻璃墙和用于高层建筑的“幕墙”,装饰性室内玻璃墙和表面(SolarWindow可以收获人造光和阳光),可用于新建筑物或现有建筑物中的玻璃的柔性膜(类似于常规的窗着色膜),以及一系列具有集成太阳能功能的建筑产品。
正如我们之前在CleanTechnica(例如此处和此处)中所指出的那样,太阳能涂料也不需要任何特别新的制造工艺。可以通过低成本,高能效的卷对卷方法喷涂,喷涂或将其喷涂到表面上,而这些方法不需要在制造方面取得任何新突破。例如,NET的SolarWindow可以在室温下喷涂到玻璃上。
挖掘建筑基础设施
NREL和NET之间的合作关系与奥巴马总统的“更好的建筑计划”,SunShot可再生能源计划和“为美国的土地提供动力”相吻合。这三个计划共同支持和协调私营公司,学术机构和联邦实验室,以实现国内能源新范式。Better Buildings并没有专注于从地球释放更多的古老碳,而是将创新者和工程师转移到了专注于提高能源效率和将美国建筑环境重新利用为广泛的清洁能源收集机会的网络中。
放眼大局,纳税人对新能源技术的支持应该不会引起争议。从国家安全,经济发展和公共福利的角度来看,美国的政策一直是为能源开发提供纳税人支持。这是善政的可替代原则,而不是仅在涉及化石燃料时才适用的意识形态(除非化石燃料是您的宗教信仰,但它会带来全新的蠕虫病毒)。
因此,化石燃料的运营总是要付出高昂的风险,较低的生活质量和对地方社区的公共卫生后果所付出的代价。结合资源枯竭,栖息地破坏和人口增长的迅速步伐,很明显,即使没有全球变暖的加剧,从长远来看,化石燃料也不可持续。
图片(已裁剪):See-ming Lee李思明SML建造
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