Một nhóm nghiên cứu ở Hồng Kông đã chế tạo một cửa sổ năng lượng mặt trời tương tự như tấm pin năng lượng mặt trời có thể tạo ra điện năng ở phía bên ngoài thông qua bộ tập trung năng lượng mặt trời phát quang và năng lượng nhiệt ở phía bên trong thông qua các tấm hấp thụ năng lượng mặt trời trong suốt.
Hình ảnh: Hong Kong University of Science and Technology, Advanced Science, Creative Commons
License CC BY 4.0
Các nhà khoa học từ Đại học Khoa học và Công nghệ Hồng Kông đã phát triển một cửa sổ thu năng lượng mặt trời chọn lọc băng tần kép (SSH) dựa trên quang điện trong suốt (TPVs) và vật liệu hấp thụ năng lượng mặt trời trong suốt (TSA). TSA được sử dụng để chuyển đổi ánh sáng cực tím (UV) hoặc cận hồng ngoại (NIR) bằng cách chuyển nó thành nhiệt năng.
Họ giải thích: “Năng lượng nhiệt thu được được chiết xuất bằng không khí thông gió để sưởi ấm không gian trong nhà vào mùa lạnh hoặc giảm tải làm mát trong nhà vào mùa nóng”. “Chúng tôi đã chứng minh rằng cửa sổ SSH có độ truyền qua khả kiến là 42%, đạt hiệu suất chuyển đổi điện mặt trời là 0,75% và hiệu suất chuyển đổi nhiệt mặt trời là 24% với nhiệt độ không khí thông gió tăng lên 10 C.”
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng bộ tập trung năng lượng mặt trời phát quang (TPV) dựa trên các chấm lượng tử sunfua đồng và sunfua kẽm (CuInS2 / ZnS) làm cửa sổ bên ngoài. Nó có thể thu thập ánh sáng UV và truyền nó đến các thiết bị PV không trong suốt nằm ở rìa của chất nền trong suốt để phát điện. Thay vào đó, TSA được sử dụng để chế tạo mặt trong của cửa sổ, nơi sản sinh và thu nhiệt.
Nhóm cho biết: “Năng lượng nhiệt chủ yếu được chiết xuất bởi không khí thông gió trong khoảng trống cho các mục đích khác nhau như sưởi ấm không gian trong nhà vào mùa lạnh.
Các nhà khoa học đã chế tạo một mẫu thử nghiệm có kích thước 30 cm x 30 cm x 2,4 cm bằng cách lắp ráp các phần tử TPV với TSA ở bên trong. Họ tuyên bố rằng thiết bị đã cho thấy một hệ số truyền qua khả kiến đáng kể và nó có thể tạo ra 6 W trên mỗi mét vuông điện và nhiệt năng khoảng 150 W trên một mét vuông.
Họ nói: “Nhiệt năng gấp 25 lần năng lượng điện được tạo ra, cho thấy lượng nhiệt năng thu hoạch có tầm quan trọng hàng đầu đối với việc xây dựng các cửa sổ thu năng lượng mặt trời tích hợp. Với việc thu năng lượng nhiệt bằng hệ thống thông gió không khí, tổng hiệu suất hiệu quả được ước tính trên 30% ở điều kiện hoạt động điển hình cho các ứng dụng sưởi ấm không gian của tòa nhà.”
Họ đã trình bày những phát hiện của mình trong “Selective Solar Harvesting Windows for Full-Spectrum Utilization”, được xuất bản gần đây trên tạp chí Advanced Science.
Họ nói rằng: “Cửa sổ SSH có thể tiết kiệm năng lượng tiêu thụ hàng năm cho hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) lên đến 61,5% so với kính thông thường, ngoài ra lượng điện được tạo ra chiếm tới 19,1% lượng năng lượng tiết kiệm hàng năm."
Nguồn bài viết: pv magazine.
Tin cùng chuyên mục
.png&w=200&h=200&q=80 "Hùng Việt - Nhìn lại năm 2021")
