Самые необычные солнечные панели: окна-бойлеры, ковры, багажники и другие изобретения

В представлении большинства людей солнечные панели — это огромные и тяжелые пластины, которые устанавливаются на крышах, фасадах или полях. Но наука не стоит на месте, и Фокус расскажет о необычных модулях и способах их применения.

Солнечное окно = энергия + горячая вода

Недавно команда ученых из Великобритании и Германии сделала необычное окно, в котором между двумя стеклами зажат тонкий слой воды. При этом в одно из стекол встроили микрополоски из кремния, которые преобразовывают часть солнечного света в электроэнергию. Остаток излучения проходит дальше и нагревает жидкость, она подается через встроенную латунную трубку. Получается бойлер, который работает только днем, зато бесплатно.

Во время летних испытаний в Лондоне, когда температура воздуха достигала 34 градусов, фотоэлементы показали эффективность преобразования энергии около 3,6%, при этом вода нагрелась до 50 градусов. Таких показателей удалось достичь, установив окно под углом около 30% к Солнцу.

По подсчетам ученых, окно площадью 1,2 квадратных метра при правильной установке и наличии бака может полностью обеспечить электричеством и горячей водой семью из двух взрослых и двух детей, проживающих в трехкомнатном таунхаусе. Окно и само может служить резервуаром для воды, но тогда его площадь должна составить 2,8 квадратных метра. Большое преимущество таких модулей в том, что они не требуют много места на крыше, как обычные солнечные панели, при желании, можно заменить ими одно или каждое окно в доме, хотя под углом 90 или 60 градусов эффективность заметно снижается.

Солнечная панель — ковер

В Японии инженеры PXP Corporation изобрели гибкие солнечные модули, которые сворачиваются рулоном, и скоро запустит их серийное производство. Они сделаны из необычного материала — халькопирита, который улавливает большую часть солнечного спектра по сравнению с кремнием. Японцы уже готовы производить модули с эффективностью преобразования энергии 18%, а потом собираются увеличить ее до 19,2%.

PXP Corporation уже показала, что их гибкие панели можно устанавливать на легковые автомобили, электровелосипеды, переносные холодильники. Разработчики также предлагают использовать их для питания летательных аппаратов со станциями связи, работающими на высоте около 20 км.

Корпорация также сделала тандемные ячейки из перовскита и халькопирита, которые достигли эффективности 26,5%, однако неизвестно, гибкие ли они.

Солнечные зигзаги — неожиданная польза

Группа исследователей из Нидерландов и Бельгии сделала необычный фотоэлектрический модуль с шумозащитными свойствами, построенный в форме зигзага. Во время экспериментов они сделали прототип 4 на 4 метра и установили на нем восемь панелей предоставленных бельгийским производителем Soltech, и датчики температуры Fiber Bragg Grating (FBG), шумопоглощающий материал.

Панели в ней размещаются под углом на плоскостях, которые обращены к солнцу, это устраняет нежелательные блики. Согласно расчетам, годовая удельная выработка до 941 кВт*ч при угле наклона 35 градусов и 1066 кВт*ч при угле наклона 50 градусов. Срок окупаемости составляет от 6 до 10 лет.

Устанавливать такие модули создатели предлагают вдоль автомагистралей в густонаселенных районах, где очень шумно из-за транспорта, при этом слишком мало места для постройки традиционных солнечных электростанций. Таким образом система одновременно поглощает звуки и вырабатывает электроэнергию.

Солнечная панель вместо багажника

В декабре компания DartSolar из США представила багажник для крыши электромобиля, который раскладывается в солнечную электростанцию и оснащен аккумуляторами. Ее можно использовать во время путешествия, чтобы проехать дальше на 32 км в день или подзарядить транспортное средство в случае непредвиденной разрядки на дороге. Кроме того, комплекс При потребности послужит обычным багажником для перевозки грузов весом до 23 кг.

В сложенном виде солнечный модуль имеет мощность 360 Вт, а если разложить две части в сторону капота и багажника, то она увеличивается до 1000 Вт. Массив панелей подключается к блоку питания в задней части авто, который преобразует солнечную энергию в переменный ток напряжением 120 В.

В настоящее время стоимость багажника составляет 2950 долларов. Производитель обещает, что модуль окупится за два года активного использования, а прослужить может 10 лет. В комплекте поставляются инструкция по ремонту, чертеж и детали.

Водородная солнечная панель

Компания SunHydrogen придумала солнечную систему, которая вместо электричества добывает кислород и водород, преобразовывая свет и воду. Водород может служить экологически чистым топливом.

В октябре 2024 года SunHydrogen отчиталась об испытаниях модуля, созданного в сотрудничестве с компанией CTF Solar, на научно-исследовательском объекте Honda в Японии. Эффективность преобразования солнечной энергии в водород зафиксировали на уровне 10,8%. После этого в декабре рабочий прототип сумел добыть водород на морозе за пределами лаборатории в США.

Примечательно, что сейчас система занимает площадь всего 1 квадратный метр. Разработчик планирует улучшить технологию и масштабировать модуль до 25 квадратных метров или больше благодаря более экономичным материалам.