Providni solarni paneli mogu da pretvore zgrade u elektrane

Naučnici iz međunarodnog projekta CitySolar razvili su providne solarne module koji se mogu integrisati u građevinske objekte. Tehnologija koja kombinuje perovskitne i organske solarne ćelije mogla bi da pretvori nebodere u solarne elektrane.

Međunarodni istraživački tim projekta CitySolar, koji okuplja devet partnera iz sedam zemalja, razvija visokoefikasne providne solarne ćelije i module koji se mogu integrisati u građevinske objekte (BIPV).

Najnovije dostignuće tima su višeslojni solarni moduli zasnovani na perovskitnim ćelijama, koje apsorbuju ultraljubičasto zračenje, i organskim fotonaponskim (OPV) ćelijama, koje hvataju infracrveno zračenje.

Projekat CitySolar je prvi rešio ključni izazov u razvoju providnih solarnih ćelija – balansiranje efikasnosti i prozirnosti. Zahvaljujući kombinaciji organskih solarnih ćelija sa perovskitnim, istraživački tim je postigao efikasnost modula od 12,3 odsto uz transparentnost od 30 odsto.

Novi materijali u razvoju solarnih ćelija

Perovskit je klasa materijala sa istom kristalnom strukturom kao mineral kalcijum-titanat (CaTiO3), nazvan po ruskom mineralogu Lavu Aleksejeviču Perovskom.

Međutim, perovskiti koji se koriste u solarnim tehnologijama su sintetskog porekla. Njihova hemijska struktura se u laboratorijama modifikuje kako bi se poboljšala efikasnost, stabilnost i bezbednost. Umesto kalcijuma i titanijuma, u kristalnu rešetku se dodaju određeni organski molekuli, metali i halogeni elementi, poput hlora, broma i joda.

Zahvaljujući jedinstvenoj strukturi i hemijskom sastavu, sintetički perovskiti imaju izuzetnu sposobnost apsorpcije sunčeve svetlosti, što ih čini posebno pogodnim za primenu u solarnim ćelijama.

Organske solarne ćelije sadrže organske polimere ili male molekule uglavnom od ugljeničkih materijala za pretvaranje sunčeve svetlosti u električnu energiju.

Za razliku od tradicionalnih silicijumskih solarnih ćelija, koje se prave od krutih i teških materijala, organske su lagane, fleksibilne i mogu se proizvoditi u tankim slojevima. Oba materijala su vrlo jeftina za proizvodnju, što tehnologiju čini isplativom.

Zgrade koje proizvode energiju – budućnost energetske efikasnosti

Višeslojni moduli koje je razvio CitySolar su idelano rešenje za zgrade. Propuštaju sunčevu svetlost i mogu biti integrisani u prozore, staklene fasade i krovove, omogućavajući prirodno osvetljenje, dok sa druge strane hvataju sunčevo zračenje i pretvaraju u električnu energiju.

Jedna od prednosti providnih solarnih modula integrisanih u zgrade jeste što proizvode električnu energiju upravo tamo gde se i troši, za razliku od tradicionalnih solarnih elektrana, koje su često udaljene od mesta potrošnje. Time se smanjuju gubici u prenosu i minimizira potreba za nadogradnjom elektroenergetske mreže.

„Prelazimo ka takozvanim zgradama sa potrošnjom energije gotovo na nuli ili na nuli, ali s ovom tehnologijom možemo ići još dalje i stvoriti zgrade koje proizvode energiju. Ovo predstavlja ogromnu tržišnu priliku“, objašnjava Morten Madsen sa Univerziteta Južne Danske, jedan od istraživača.

Istraživački tim očekuje da će transparentne solarne ćelije igrati ključnu ulogu u budućim održivim energetskim rešenjima. Međutim, tehnologija još nije spremna za komercijalizaciju, usled daljih izazova sa balansiranjem troškova, estetike i efikasnosti. Madsen ističe da je tim trenutno u pregovorima sa industrijskim partnerima o mogućnostima praktične primene ovog rešenja.

Projekat CitySolar je dobio 3,8 miliona evra iz programa EU Horizont 2020. Evropska unija ima za cilj da potpuno dekarbonizuje građevinski sektor najkasnije 2050. godine, s obzirom na to da on trenutno čini oko 40 odsto ukupne potrošnje energije.