Photovoltaikfenster, die Energie erzeugen und speichern können

Eines der „Probleme“ bei der Stromerzeugung ist die Speicherung. Es gibt viele Lösungen, aber ihre Effizienz ist noch lange nicht optimal. Auf der Suche nach neuen Möglichkeiten, Energie zu speichern, haben Forscher intelligente Fenster entwickelt, die Energie nicht nur erzeugen, sondern auch speichern können.

Intelligente Fenster produzieren und speichern Sonnenenergie
Wissenschaftler haben einen neuen Typ eines intelligenten elektrochemischen Fensters entwickelt, das nicht nur autark ist, sondern auch Sonnenenergie speichern kann.
Darüber hinaus können sie je nach Wetterbedingungen ihre Transparenz ändern, um den Raumkomfort zu verbessern und die Kosten für die Raumklimatisierung zu senken.
Eine Gruppe von Forschern der Henan-Universität (China) hat Photovoltaikfenster entwickelt, die mit hergestellt werden Kestreetin der Lage, die Lichtstrahlung zu regulieren und sogar Energie zu speichern.
Elektrische Fensterheber enthalten Kristalle, die mit speziellen Materialien (z. B. Wolframoxid oder Nickeloxid) beschichtet sind und deren Fähigkeit, Licht durchzulassen, als Reaktion auf Spannung verändern.  Auf diese Weise wird die Menge an Licht und Wärme gesteuert, die in den Raum gelangt.
Dabei handelt es sich um eine aktive Technologie: Damit das Gerät seine Dimmung ändert, ist eine elektrische Entladung erforderlich.

Was sind die Vorteile?
Es wurde bewiesen Elektroverglasungen können bis zu 30 % des Energiebedarfs eines Gebäudes decken.  Allerdings benötigen sie andererseits eine externe Stromquelle, was ihren Einsatzbereich stark einschränkt.  Aus diesem Grund wurde diese Technologie im Laufe der Jahre mit der Photovoltaik kombiniert.
Solarbetriebene elektrochrome intelligente Fenster sind eine vielversprechende Energiesparlösung, weisen jedoch noch viele Einschränkungen auf.  Eine davon ist die Farbe: Wenn sie dunkler werden, verfärben sie sich blau, was den Sehkomfort verringert.  Darüber hinaus erhöht der Einsatz von Silizium-Solarzellen die Produktionskosten erheblich.
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Photovoltaikfenster aus Kesterit.
Neue Photovoltaikfenster der Henan-Universität bieten eine hervorragende Lösung.  Insbesondere hat das Team um Guofà Cai ein elektrochromes Fenster auf Basis von bimetallischem Nickel-Kobalt-Oxid (NiCoO2) in CZTSSe-Dünnschichtsolarzellen integriert.  Letzteres ist die Laborversion von Kestrit-Metall, einem Material mit guten optischen und elektronischen Eigenschaften und hoher Stabilität, das aus reichlich vorhandenen und ungiftigen Elementen gewonnen wird.
Natürlich erreicht seine Leistung immer noch nicht das Niveau von kristallinem Silizium.  Aber es bietet immer noch eine Rendite von nur etwa 12 %.
NiCoO2-Filme, die durch chemische Badabscheidung hergestellt werden, haben eine ästhetisch neutrale Farbe, die den Sehkomfort für die Bewohner verbessern kann.  Das in das Glas eingebettete 1,89 cm2 große Miniatur-Photovoltaikmodul stellt eine stabile und effiziente Eigenenergiequelle für Elektromagnete dar.

Abgebildet ist ein Beispiel dafür, wie diese Technologie tagsüber durch Produktion in Fenstern Energie speichern und nachts nutzen kann.

Und wo ist die „Batterie“?
Das Fenster enthält außerdem einen Titanoxidfilm (TiO2) als Hilfselektrode mit hervorragenden Energiespeichereigenschaften.
Tatsächlich fungiert dieser Nanopartikelfilm dank seiner guten Ladungsausgleichsfähigkeit und hohen Permeabilität als Ionenspeicherschicht.
Unter normalen Lichtbedingungen getestet, verzeichnete das Kestreet-Photovoltaikfenster einen Energieverbrauch von 318,3 MWh/m2 und einen Gesamtwirkungsgrad von 2,15 %.
entsprechend WissenschaftlerDiese Werte sind vergleichbar mit denen von aktuellem Solarglas.  Es bietet außerdem eine hervorragende optische Modulation (56,0 % bei 550 nm) und eine schnelle Färbegeschwindigkeit (17 Sekunden).
Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift veröffentlicht Solarmaterialien Solarzellen und ordnete die Erfindung der Kategorie der elektrischen Fensterheber zu.