Окно, производящее электричество и тепловую энергию

24.06.2022

Ученые Гонконгского университета науки и технологий разработали двухдиапазонное окно селективного сбора солнечной энергии (SSH) на основе прозрачных фотоэлектрических элементов (TPV) и прозрачных солнечных поглотителей (TSA). TSA используются для преобразования ультрафиолетового (УФ) или ближнего инфракрасного (БИЧ) света путем превращения его в тепловую энергию.

Собранная тепловая энергия извлекается вентилируемым воздухом для обеспечения обогрева помещений в холодное время года или снижения нагрузки на охлаждение помещений в жару. Окно SSH обладает видимым коэффициентом пропускания 42%, эффективностью преобразования солнечной энергии в 0,75% и эффективностью преобразования солнечной энергии в 24% при повышении температуры вентилируемого воздуха на 10°C.

В качестве наружного окна исследовательская группа использовала люминесцентный солнечный концентратор (TPV) на основе квантовых точек (КТ) из сульфида меди, индия и сульфида цинка (CuInS2/ZnS). Он способен собирать ультрафиолетовый свет и передавать его непрозрачным фотоэлектрическим устройствам, расположенным на краю прозрачной подложки для выработки электроэнергии. TSA использовались для изготовления внутренней стороны окна, где производится и собирается тепло.

Ученые изготовили прототип размером 30 х 30 х 2,4 см, собрав элементы TPV с TSA на внутренней стороне. Они утверждают, что устройство показало значительный коэффициент пропускания в видимом диапазоне и что оно могло генерировать мощность 6 Вт на квадратный метр и тепловую мощность около 150 Вт на квадратный метр.

Тепловая мощность в 25 раз превышает производимую электроэнергию, что говорит о том, что сбор тепловой энергии имеет первостепенное значение для встроенных в здание окон сбора солнечной энергии. При сборе тепловой энергии посредством вентиляции общая полезная эффективность оценивается более чем в 30% при типовых условиях эксплуатации для обогрева помещений зданий.

Окно SSH может сэкономить годовое потребление энергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC) до 61,5% по сравнению с обычным стеклом, в дополнение к производимой электроэнергии, составляющей до 19,1% годовой суммы экономии энергии.

<< Назад: Обнаружены насекомые, которые могут есть пенопласт 25.06.2022

>> Вперед: Электроэнергия и данные по воздуху 24.06.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Кофе снижает риск заболеваний печени 29.06.2022 Международная группа ученых принесла хорошие новости о кофе: последнее исследование показало, как любимый многими напиток связан с внушительными преимуществами для здоровья, в частности, снижением риска заболеваний печени. Специалисты часто обнаруживают связь потребления кофе с понижением уровня сахара в крови, улучшением когнитивных функций, защитой от возрастной деменции и даже с продлением жизни. Все эти связи корреляционные, а не причинно-следственные, однако совершенно точно известно, что кофе способен как минимум улучшить наше настроение с 8 утра до полудня. Новое исследование сосредоточилось на том, почему нашему организму так хорошо от кофе (и чая, который тоже содержит кофеин). В большинстве научных работ о влиянии кофе и чая на здоровье человека указана именно корреляция. Выяснить детали было бы не лишним, решили ученые из Нидерландов, Великобритании, Германии, Франции и США. Они присмотрелись к эпигенетическим изменениям, т.е. влиянию на гены внешних факторов (в данном случае, чая и кофе). "Эпигенетика - это модификации ДНК, не затрагивающие основную последовательность, но аккумулированные в экспрессии генов, - пишут авторы исследования в препринте на BioRxiv, научном портале Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор. - Эпигенетика - это механизм опосредованного влияния факторов питания и образа жизни на риски возникновения заболевания". К исследованию привлекли 15 800 добровольцев европейского и афроамериканского происхождения. Большой размер выборки и многоэтнический вклад стали движущей силой этой работы. Контролируя другие факторы, влияющие на эпигенетику, исследователи сфокусировались на ассоциациях, специфичных для употребления кофе и чая, и нашли связь со снижением риска ожирения и цирроза печени, а также развития сердечно-сосудистых заболеваний. Процесс, благодаря которому кофеин влияет на наши гены, называется метилированием ДНК. Чем больше ученые узнают об этом процессе, тем больше он кажется им ключевым в управлении "эпигенетическими переключателями" в растущем списке заболеваний и расстройств, догоняющих человека с возрастом. "В целом исследование показывает, что потребление кофе связано с различными уровнями метилирования ДНК и что связанные с ним эпигенетические вариации могут объяснить механизм эффекта кофе при определении риска заболеваний", - заявляют ученые.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025