Solární nátěry promění cokoli ve zdroj čisté energie

[karelkilian]

Dobrý den,

máme tu první říjnový pátek a s ním i článek k přečtení, zamyšlení a případné diskuzi. Tentokrát nebudeme nikam cestovat, ale podíváme se na tři technologie, které by mohly definovat budoucnost fotovoltaiky.

Přeji hezký den.
Karel Kilián

Solární nátěry promění cokoli ve zdroj čisté energie

Podle Asociace solárního energetického průmyslu (SEIA) zaznamenala solární energie ve Spojených státech v posledním desetiletí obrovský nárůst o velmi pěkných 42 % za rok. Svůj podíl na tom mají, a především v budoucnosti budou mít, nové způsoby získávání energie ze slunce.

Kromě klasických solárních panelů, které se obvykle montují na střechy nebo na pozemky, existují například přenosné generátory na solární pohon. Slyšeli jste ale někdy o solárních barvách? Ano, je to přesně to, co jste si nejspíš představili - barvy, které můžete nanést na střechu, stěny nebo solární panely a vyrábět tak další elektřinu.

Tři typy solárních barev

Dosud byly klíčovým prvkem solárního průmyslu tradiční fotovoltaické panely. Můžeme je označit jako osvědčenou technologií, která majitelům domů ušetří spoustu peněz. Problémy a náklady spojené s instalací střešních panelů však často odrazují lidi od přechodu na solární energii.

Nyní si zkuste představit svět, ve kterém bychom mohli jednoduše natřít střechy a zdi budov speciálním typem barvy, která dokáže vyrábět elektřinu. Ačkoli jsme od skutečné realizace této technologie ještě dost daleko, je vzrušující o ní přemýšlet.

Myšlenka využití látky podobné barvě k výrobě elektřiny se ve vědecké komunitě diskutuje již mnoho let. Teprve nedávno se objevily možnosti jejího reálného využití. Co si tedy máme představit pod označením „solární barva“ nebo „solární nátěr“? Patrně nejdůležitější je vědět, že se nejedná o jediný produkt; v současné době existují tři různé technologie, které se takto označují.

Solární barva, která vyrábí vodík

První typ solární barvy byl vyvinuta v Královském technologickém institutu (Royal Melbourne Institute of Technology) v australském Melbourne. Její zvláštností je, že nevyužívá pouze sluneční světlo, ale také vlhkost, kterou slunce produkuje při odpařování vody. Díky sběru vodní páry ze vzduchu může barva následně vyrábět elektřinu.

Jak víme ze školy, voda se skládá z kyslíku a vodíku, které jsou nejčistším zdrojem chemické energie. Barva obsahuje směs sloučenin, jež umožňují, aby fungovala jako polovodič a katalyzovala štěpení atomů vody na vodík a kyslík pomocí energie ze slunečního světla a vody ze vzduchu.

Zjednodušeně řečeno: barva funguje tak, že absorbuje vlhkost ze vzduchu a využívá sluneční energii k rozkladu molekul vody na vodík a kyslík. Výjimečnost této technologie spočívá zejména v tom, že produkuje vodík, který je čistým zdrojem paliva a zásobníkem energie.

Pokud tato technologie dosáhne stavu, kdy bude připravena ke komerčnímu využití, může být solární barva generující vodík vhodným ekologickým a nákladově efektivním způsobem výroby vodíku použitelného pro následnou výrobu energie.

Samotná barva se vyrábí z oxidu titaničitého (který se nachází i v běžných barvách na stěny) a nově vyvinutého syntetického sulfidu molybdenu. Barvu je možné nanášet na libovolné povrchy - jako vhodné se pro tyto účely jeví například zdi budov, kde může plnit i estetickou roli. Další informace můžete načerpat z videa Královského technologického institutu.

Solární článek s kvantovými tečkami

Další solární barvu vytvořili vědci z Torontské univerzity a představili ji jako způsob, jak zvýšit účinnost solárních článků až o 11 %. Tato technologie je také známá jako fotovoltaická barva či jako koloidní fotovoltaika s kvantovými tečkami.

Pracuje s miniaturními polovodiči (velkými v řádu nanometrů) zabudovanými do vrstvy pohlcující fotony. Přesněji řečeno - fotovoltaická barva obsahuje nanočástice, které zajišťují lepší absorpci světla, a to i v blízkém infračerveném spektru.

Koloidní fotovoltaika s kvantovými tečkami - abychom použili celý odborný termín - je nejen levnější na výrobu, ale je také výrazně účinnější než tradiční solární články. Podle Susanny Thon „mají koloidní kvantové tečky dvě výhody. Zaprvé jsou mnohem levnější, takže snižují náklady na jeden watt výkonu. Hlavní výhodou však je, že pouhou změnou velikosti kvantové tečky lze měnit její spektrum pohlcování světla.“

Vědci doufají, že tato technologie jednoho dne umožní nastříkat solární články na ohebné povrchy nebo vytisknout na ohebnou fólii koloidní kvantové tečky citlivé na sluneční záření a pokrýt jimi povrchy nejrůznějších tvarů, od nábytku na terase až po křídlo letadla.

Odborníci předpokládají, že pokrytí povrchu o velikosti střechy osobního automobilu fólií pokrytou koloidní fotovoltaikou s kvantovými tečkami by mohlo vyprodukovat dostatek energie pro napájení 24 kompaktních zářivek.

Perovskitová solární barva

Krystalové struktury perovskitu, pojmenovaného po ruském mineralogovi Lvu Perovském, byly objeveny v roce 1939 na Urale. Později bylo prokázáno, že se jedná o polovodičový materiál, který lze použít jako látku pohlcující světlo k přeměně sluneční energie na elektrickou. V roce 2009 skupina japonských vědců jako první využila perovskity pro aplikace v solární energetice.

V roce 2014 se vědcům z univerzity ve Sheffieldu podařilo vytvořit solární články na bázi perovskitu, které využívají kapalnou formu látky, jež se nanáší metodou nástřiku, což snižuje odpadní materiál a náklady. Proto se těmto fotovoltaickým článkům také říká solární články ve spreji.

Perovskit je skvělý absorbér světla, který může zvýšit účinnost solárních panelů pouhým nanesením vrstvy barvy na jeho bázi. V blízké budoucnosti by se perovskit mohl používat k natírání jakéhokoli vnějšího povrchu a využívání sluneční energie.

Je budoucnost v barvě?

Solární nátěry jsou stále ve fázi vývoje a nejsou příliš rozšířené. Výjimku v tomto segmentu tvoří jen několik společností po celém světě, mezi něž patří například izraelská firma SolarPaint Ltd. se sídlem v Tel Avivu.

Přesto mají solární barvy v blízké budoucnosti velkou komerční životaschopnost. Ve srovnání se solárními panely jsou levnější a jednodušší na použití - stačí natřít konstrukci úplně stejným způsobem, jako jakoukoli jinou barvou. Lze však počítat s nutností odborné montáže při instalaci zařízení pro získávání energie.

Aktuálně se počítá se třemi možnými způsoby praktické implementace:

• Přidání solární barvy ke stávajícím solárním zařízením - solární barva může být skvělým způsobem, jak vylepšit stávající zařízení. Lidé, kteří mají nainstalované solární panely, by si mohli vytvořit další zdroj energie natřením střech a stěn solární barvou.
• Vozidla natřená solární barvou - s určitými úpravami by solární barva mohla být skvělým způsobem, jak přidat motorovým vozidlům kapacitu pro výrobu solární energie.
• Samostatná solární zařízení na výrobu energie - se zvýšenou úrovní účinnosti a levnějšími výrobními náklady by kvalitní solární barva mohla jednoho dne začít fungovat jako primární zdroj výroby energie pro domácnosti a podniky.

Barva má nižší účinnost

Některé typy solárních barev lze aplikovat na střechy, stěny, dveře a okna. V blízké budoucnosti by mohly být použity i na automobily a možná i na vozovky. Aby bylo možné uspokojit naše rostoucí potřeby v oblasti čisté energie, vědci usilovně pracují na tom, aby byly solární barvy vhodné pro co nejvíce povrchů.

V rámci objektivity je ale nutné zmínit i skutečnost, že solární barva zatím nemá stejný výkon jako solární panely. V současné době je schopná zachytit pouze asi 3 až 8 % sluneční energie, která dopadá na natřený povrch.

To je zatím jedna z největších nevýhod této technologie. Vědci zkoumají nové způsoby, jak zvýšit účinnost solárních barev, což je důležitý krok k tomu, aby se tato technologie stala skutečně životaschopnou a prakticky využitelnou.

Co si myslíte o solárních barvách?

Zdroje: interestingengineering.com, solarreviews.com.

[jahodovák]

Krásná pohádka na dobrou noc,zas se mi bude celý týden krásně usínat a budu se těšit,co že nového zase bude,snad to nedopadne jako s našima slavnýma akumulátorama od Pruse...

[PavelR]

pominu účinnost, ale nějak mě nejde do hlavy když natřu barák tou barvou co dělá vodík tedy spíš směs vodíku s kyslíkem jak to jímat? Nebude pak vše kolem exový prostředí? Cvaknu vypínačem a pikaboom

A ty barvy ostatní - dá se to natřít na všeco ale jak k tomu připojím dráty ? k těm všem natrřeným vecem...

[Marioo]

Najprv natstriekaš mínus pól na stenu naľavo... vyvedieš na svorku, nastriekaš plus pól napravo - vyvedieš na svorku a prepäťovku a do meniča.
Potom nastriekaš solarny panel uprostred medzi mínus a plus

O pár rokov to tak bude ...

[Franta2776]

Jojo a každý tři roky to budeš muset přetírat, aby to fungovalo.Jinak bude tma..Už Tě vidím:)))

[PavelR]

Spíš by to chtělo kdybych si mohl natřít na stěnu pár set kwh baterek

[mypower.cz]

Spíš by to chtělo kdybych si mohl natřít na stěnu pár set kwh baterek

V tisíci vrstvách i pár set MWh.

[LIX]

Ja som sem nechcel nič písať lebo som sa bál, ale vidím že si pekne ,,ujíždite''
Tiež som rozmýšľal ako by to fungovalo a jediné čo ma napadlo ako reálne riešenie je použiť ten solárny náter ako sa používa na amorfoch...