Thử tưởng tượng nếu mọi tòa nhà trên thế giới đều có các cửa sổ năng lượng mặt trời có khả năng tạo ra một lượng điện năng nhỏ từ mặt trời. Công nghệ đó đã thực sự tồn tại, đã được kiểm nghiệm và sẵn sàng cho việc sản xuất. Tại Manhattan, có 47.000 tòa nhà với hơn 10.700.000 cửa sổ, theo ước tính của tạp chí The New York Times vào năm 2013.
Ông Lunt và nhóm làm việc của mình đã và đang phát triển một loại bộ tập kết năng lượng mặt trời phát quang trong suốt mới (TLSC) mà tạo ra được năng lượng mặt trời khi chúng được đặt trên một cửa sổ. Công nghệ của Đại học Bang Michigan được sử dụng không chỉ trên các cửa sổ của những tòa nhà mà còn trên điện thoại di động, và bất kỳ thiết bị nào khác có bề mặt phẳng và không có màu sắc. “Chúng tôi sử dụng một phương pháp mà thực sự có thể làm cho lớp phát quang hoạt tính trở nên trong suốt”, ông Lunt phát biểu.
Vấn đề hiện tại của trường Đại học Bang Michigan là công nghệ này chỉ đạt được 1% hiệu quả. Một tấm pin năng lượng mặt trời điển hình hiệu quả 15% hoặc cao hơn, điều đó có nghĩa rằng 15% ánh sáng mặt trời đi vào tấm kính sẽ được chuyển thành điện năng.
“Khi xuất hiện các dòng quang điện trong suốt, về cơ bản đó không phải là một chức năng của tính hiệu quả chuyển đổi năng lượng vì đó chỉ là việc sử dụng một lượng không gian lớn sẵn có phục vụ cho công nghệ này”, ông John Conklin, CEO của công ty Solar Windows Technologies nói. “Chúng tôi đang tận dụng các không gian hiện tại mà tại đó không sẵn sàng cho việc sản suất năng lượng mặt trời. Những cửa sổ thụ động này đã được biến đổi thành các cửa số có thể chủ động tạo năng lượng.” Nói cách khác, quang điện mặt trời trong suốt được tận dụng trên các tài sản cố định, bổ sung vào các yêu cầu về năng lượng của một tòa nhà.
Hai công ty sẵn sàng cho việc sản xuất
Hai công ty này nhận định rằng họ đã sẵn sàng mang những cửa sổ tạo năng lượng mặt trời ra thị trường, theo trang Computer World. Họ nói rằng những chiếc cửa sổ sẽ có giá thành đắt hơn 40% so với những cửa sổ thông thường, nhưng cũng nhấn mạnh rằng chi phí trội hơn sẽ được thu hồi lại trong năm thông qua hóa đơn tiện ích sử dụng. Công ty thứ nhất sử dụng công nghệ này là Solaria – Công ty sản xuất các tấm pin năng lượng mặt trời lắp trên mái nhà. Họ nói rằng các dải quang điện hấp thụ ánh sáng đi vào cửa sổ tòa nhà, chúng cũng sẽ làm giảm sức nóng của ánh sáng mặt trời này. Công ty Solaria đang có ý định lắp đặt công nghệ này tại các tòa nhà được xây dựng mới. Những cửa sổ được lắp đặt công nghệ này sẽ có hiệu quả khoảng 8%.
Công ty thứ hai là công ty Solar Windows Technologies. Mục tiêu của công ty này là sử dụng hình thức công nghệ pin quang điện trong suốt khác phù hợp với các tòa nhà được xây dựng mới, các cửa số thay thế và trang bị thêm đối với các cửa sổ hiện tại.
CEO John Conklin nói rằng sản phẩm của mình dựa trên một dải phim quang điện, nó có thể được sử dụng trên các cửa sổ hiện tại hoặc được tích hợp tương đối dễ dàng với các sản phẩm được sản xuất.
Cung cấp điện năng
Hai công ty trên sẽ sử dụng phương pháp tiếp cận điện năng khác nhau một khi điện năng được tạo ra từ năng lượng mặt trời. Công ty Solaria lắp đặt hệ thống đường dây trong hệ thống khung cửa sổ. Từ đó, cửa sổ sẽ được kết nối với đường dây điện chuyên dụng, và chuyển năng lượng tới bộ chuyển đổi năng lượng điện trung tâm. Bộ chuyển đổi này sẽ trực tiếp chuyển đổi dòng điện từ cửa sổ mặt trời thành dòng xoay chiều, phù hợp với ắc quy điện của tòa nhà.
Công ty Cửa sổ năng lượng mặt trời sẽ sử dụng bộ đổi đổi điện DC-AC để cung cấp điện năng cho một căn hộ một phòng. Công nghệ này còn có thể kết nối với bộ chuyển đổi điện trung tâm để cung cấp điện cho toàn bộ một tòa nhà.
Công ty Solaria dự tính rằng những tòa nhà chọc trời có các cửa sổ hướng về phía nam có thể tạo ra một lượng điện đáp ứng một phần ba nhu cầu điện hàng năm của những tòa nhà đó từ những cửa sổ năng lượng mặt trời. Nếu như công nghệ này được áp dụng cho toàn bộ các tòa nhà trên thế giới, thì đây sẽ là một nguồn năng lượng sạch và tái tạo vô cùng lớn.
Ngọc Ánh (Theo Green Build Elements)