Jendela surya menghasilkan energi listrik dan panas

Para ilmuwan di Universitas Sains dan Teknologi Hong Kong telah mengembangkan jendela pemanenan surya selektif (SSH) dual-band berdasarkan fotovoltaik transparan (TPV) dan penyerap surya transparan (TSA). TSA digunakan untuk mengubah sinar ultraviolet (UV) atau inframerah dekat (NIR) menjadi energi panas.

Energi panas yang terkumpul diekstraksi dengan ventilasi udara dan dapat digunakan untuk memanaskan ruang dalam ruangan selama musim dingin atau untuk mengurangi beban pendinginan dalam ruangan selama musim panas, "jelas mereka. Kami mendemonstrasikan transmisi cahaya tampak sebesar 42 persen untuk SSH jendela, efisiensi konversi surya-ke-listrik sebesar 0,75 persen , dan peningkatan suhu udara ventilasi 10 derajat Celcius."

Tim menggunakan konsentrator surya luminescent (TPV) berdasarkan tembaga indium sulfida dan titik kuantum seng sulfida (CuInS2/ZnS) (QD) sebagai jendela eksternal. Ia mampu mengumpulkan sinar UV dan mentransmisikannya ke perangkat fotovoltaik buram yang terletak di tepi substrat transparan untuk pembangkit listrik. Dan TSA digunakan untuk membuat sisi dalam jendela yang menghasilkan dan mengumpulkan panas.

Tim mengatakan: "Energi panas terutama diekstraksi dari udara berventilasi di dalam celah dan digunakan untuk berbagai tujuan, seperti memanaskan ruang dalam ruangan selama musim dingin."

Para akademisi membuat prototipe berukuran 30cm x 30cm x 2,4cm dengan merakit elemen TPV dengan TSA di dalamnya. Mereka mengklaim bahwa perangkat menunjukkan transmisi cahaya tampak yang signifikan dan mampu menghasilkan 6 watt listrik dan sekitar 150 watt panas per meter persegi.

Mereka mengatakan: "Energi panas adalah 25 kali lebih banyak daripada listrik yang dihasilkan, yang menunjukkan bahwa mengumpulkan energi panas sangat penting untuk jendela pengumpulan surya yang terintegrasi dengan bangunan. Efisiensi efektif keseluruhan pengumpulan energi panas melalui ventilasi udara diperkirakan melebihi 30 persen di bawah kondisi operasi khas untuk membangun aplikasi pemanas ruangan."

Mereka menjelaskan hasilnya dalam artikel terbaru mereka "Jendela Pemanenan Surya Selektif untuk Pemanfaatan Spektrum Penuh" yang diterbitkan di Advanced Science. Hasil penelitian dijelaskan dalam artikel "Jendela Pemanenan Surya Selektif untuk Pemanfaatan Spektrum Penuh" di Science.

Mereka mengatakan, "Jendela SSH dapat menghemat hingga 61,5 persen energi pemanas, ventilasi, dan penyejuk udara (HVAC) tahunan dibandingkan dengan kaca biasa, dan mereka dapat menghasilkan 19,1 persen penghematan energi tahunan."