可變色又能發電的智慧太陽能窗戶,有望降低大家夏季電費

作者 | 發布日期 2020 年 10 月 23 日 17:27 | 分類 太陽能 , 環境科學 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


變色眼鏡已經是現代人不怎麼陌生的抗紫外線首選之一,而現在科學家將透明太陽能結合並改良光致變色技術,這塊透明太陽能板吸收「熱」之後,不僅會自動變色,還能發電,可以當作隔熱、供電的窗戶用太陽能。

變色眼鏡的原理為接收紫外線後,鏡片可變色並調節透光度,讓人們可以適應環境光線的變化,減少視覺疲勞,保護眼睛,隨著技術日新月異,現在變色玻璃的應用愈來愈廣、尺寸也愈來愈大,可以電子化並因應需求切換顏色。

天氣一熱就會出現冷氣開好開滿的現象,隨著冷氣、空調使用時間增加,用電量也水漲船高,台灣住家冷氣用電就占 30.2%,以美國來說,住宅和商業建築所消耗的電力占總電量的 74%,占能源的 39%,可變色降溫室內的窗戶或許是降低電費與電力的解方之一。

而在美國能源部國家再生能源實驗室(NREL)的研究中,他們結合透明鈣鈦礦太陽能技術,將「光致變色」改良成「熱致變色」。團隊將鈣鈦礦太陽能板夾在兩片玻璃之間,中間也注入溶劑蒸氣(solvent vapor),天氣乾燥時,鈣鈦礦電池維持透明狀態,隨著溫度提高,就會讓鈣鈦礦晶體重新排列,這些變化也由內而外影響鈣鈦礦的顏色,顏色從透明慢慢變深,若當成窗戶不僅能幫室內降溫,也可以發電。

一直以來 NREL 都在研究並改良該技術,過去熱致變色太陽能板只有在 65.5°C 到 79.4°C 才會觸發變色機致,而且顏色並不怎麼豐富,只有紅色與棕色,變色時間更長達 3 分鐘,如今只要溫度到 35°C 到 46°C 之間玻璃就會變色,時間也縮短到 7 秒鐘內,顏色也從原本的透明變成黃色、橘色、紅色和棕色。

未來在氣候變遷與極端氣候的影響下,夏季或許還會愈來愈炎熱難熬,理想情況下,熱致變色太陽能窗戶可以讓住戶減少冷氣、空調的需求,該團隊對該研究則有信心,認為可以在一年內開發出原型窗戶。

(首圖來源:NREL