Všudypřítomná energie - Ubiquitous Energy - Wikipedia

Všudypřítomná energie
TypSoukromé
Založený2011; Před 9 lety (2011)
Zakladatelé
  • Miles Barr (generální ředitel)
  • Vladimir Bulović
  • Richard Lunt
Hlavní sídloRedwood City, Kalifornie, USA

Všudypřítomná energie, Inc. je Američan solární energie společnost se sídlem v Redwood City, Kalifornie která navrhuje transparentní solární technologii, která má absorbovat ultrafialový a blízko infračervené světlo (NIR) (rozsah vlnových délek λ = 650–850 nm) při přenosu viditelné světlo skrz neviditelný povlak nanesený na jakýkoli povrch. Ubiquitous Energy je soukromá společnost založená v roce 2011 Milesem Barrem, Vladimirem Bulovićem, Richardem Luntem, Bartem Howem a Erdinem Beshimovem.[1] Aktuální solární energie se vytváří v solárních elektrárnách zabírajících velkou plochu daleko od místa, kde je energie spotřebována. Odhaduje se, že během distribuce je ztraceno 15% energie.[2] Technologie společnosti Ubiquitous Energy umožňuje velkým městům stát se samotnými solárními zařízeními přeměnou oken na budovách na solární generátory. Společnost Ubiquitous Energy implementuje svou technologii ClearView Power do široké škály produktů jako neviditelný palubní zdroj elektřiny.[3] Některé příklady těchto implementací zahrnují mobilní zařízení, okna a digitální značení.

Technologie

Dříve byla transparentní solární technologie vyráběna pokusem zmenšit komponenty solární panel nebo segmentace anorganických solárních článků v celé oblasti modulu, ale to má omezení a nedosahuje skutečné transparentnosti.[4] Spíše se všudypřítomná energie zaměřuje na organické solární články a které světlo je absorbováno. Vyvinuto z výzkumu provedeného v Massachusetts Institute of Technology (MIT) vyvinuli organické fotoaktivní materiály (organické fotovoltaika, OPV), které umožňují průchod viditelného světla jeho technologií, ale selektivně absorbují světlo z neviditelné části spektra, v blízkosti infračerveného (NIR) a ultrafialového (UV) světla.[5] Tuto technologii nazývají ClearView power.[4] ClearView Power je neviditelný film o tloušťce menší než 1/1000 milimetru, který lze umístit na jakýkoli povrch a generovat energii, aniž by došlo k ovlivnění materiálu pod ním.[6] Konkrétně se snaží zachytit všechny fotony ultrafialového a infračerveného světla a zároveň umožňuje průchod fotonů viditelného světla.[6] Jakmile je energie vytvořena z OPV, je možné ji získat prostřednictvím solárních článků citlivých na barvivo (DSC) obsahujících elektrody jako elektronové zářiče a redoxní elektrolyt jodid / trijodid jako celou transportní vrstvu.[7]

Využití pokroku v nano-strukturovaná fotovoltaika (nano-PV) architektura zařízení vedla ke zlepšení účinnosti přeměny energie (PCE) potřebné k tomu, aby byla transparentní solární účinnost efektivní.[8] Třída solárních článků nano-PV zahrnuje celou řadu solárních článků, včetně molekulárních, organických, polymerních, fotocitlivých a koloidních kvantových teček (CQD) PV.[8] Jak světlo prochází průhledným solárním článkem, NIR je absorbováno, poté se zabudováním NIR odrážejících zrcadel dochází k lepšímu PCE a optimalizaci výkonu.[9]

OPV jsou vyrobeny na skle předem potažené 150 nm silným oxidem idium-cín (ITO). Pak 20 nm Oxid molybdenu (Bučení3), 15 nm chloraluminium-ftalocyanin (ClAlPc), 30 nm Buckminsterfullerene (C60), 7,5 nm bathocuproine (BCP) a 100 nm silná Ag katoda se přidají tepelným odpařováním.[9][10] Tato kombinace vrstev umožňuje lepší absorpci různých typů světla, které se jinak nepoužívají.

Když světlo prochází skrz transparentní solární článek, NIR je absorbováno, poté je díky zabudování NIR odrážejících zrcadel dosaženo vyššího PCE optimalizujícího výkonu.[9] Produkovat a přenášet elektřinu z buňky, typický transparentní fotovoltaické zařízení bude mít UV a NIR aktivní vrstvy, které při vystavení slunečnímu záření vzájemně interagují a vytvářejí elektrické pole způsobující elektrický proud plynout. Aktivní vrstvy UV a NIR jsou poté vloženy do vrstev elektrody které jsou připojeny k externímu obvodu, který přenáší proud ze zařízení.[6]

Budoucí cíle

Současný vývoj solárních článků přenáší přibližně 70% viditelného světla a má přeměnu energie přibližně 2%. Vědci se domnívají, že by realisticky měli být schopni dosáhnout více než 12% účinnosti přeměny energie při současném přenosu viditelného světla. Existují teoretické limity nad 20%.[6][10]

Náklady a přínosy

Přesné náklady na instalaci a implementaci této technologie se u každé aplikace liší, avšak proces výroby nevyužívá tolik energie jako jiné metody a je mnohem šetrnější k životnímu prostředí, což snižuje náklady.[6] Navíc, protože fólii lze aplikovat na jakýkoli povrch, lze ji velmi snadno implementovat do nákladů stavebních projektů. Pouhé vložení fólie mezi tabule dvojitých oken ji chrání před povětrnostními vlivy a drasticky snižuje náklady na instalaci, protože není potřeba žádný externí hardware.[6]

Omezení fotovoltaických článků vytvářejí problémy nejen s PCE, ale také s náklady a proveditelností výroby tohoto typu solární technologie v průmyslovém měřítku. Mezi tato omezení patří: 1) neúplná absorpce celého světelného spektra, 2) termalizace horkých nosičů ve formě přebytečného tepla, 3) ztráty chemického potenciálu (termodynamické) a 4) radiační rekombinace.[8] Snížení účinků těchto omezení umožňuje lepší PCE a nižší náklady.

Aplikace

Mobilní zařízení

Společnost Ubiquitous Energy vidí své hlavní tržiště v oblasti mobilních zařízení. Předchozí snahy o přeměnu povrchů mobilních zařízení na solární panely byly omezeny kvůli zaměření na vysoce výkonné displeje. Oběti, které by musely být vystaveny samotným displejům, aby jim umožnily vyrábět energii, nebyly v té době považovány za proveditelné.[4] Společnost Ubiquitous Energy je však schopna aplikovat jejich film na povrch tabletů a telefonů, což je činí soběstačnými a hypoteticky zcela vylučují baterii. Film ClearView Power navíc nemá vliv na estetiku zařízení ani na výkon displeje.[4]

Okna

Další tržiště Ubiquitous Energy vidí potenciál v oknech. Inteligentní sklo, jak se tomu říká, umožňuje budovám vyvážit spotřebu energie a šetřit peníze.[3] například za předpokladu 5% PCE by energie generovaná přeměnou všech oken budovy na solární generátory mohla uspokojit více než čtvrtinu energetické potřeby budov.[6]

Digitální značení

Všudypřítomná energie také vidí využití jejich technologie v Internet věcí. Jednou z aplikací, kterou vidí, je aplikace jejich technologie na digitální značení. To by mohlo zahrnovat soběstačné dopravní značky k elektronickým štítkům na regálech. Vzhledem k tomu, že cenovky jsou nahrazovány štítky s elektronickými regály, umožňuje ClearView Power [3]

Podpora a ocenění

  • Riverhorse Investice[11]
  • Arunas Chesonis[11]
  • Brusinkový kapitál[11]
  • Oceněn grant 750 USD ve fázi II Small Business Innovation Research (SBIR) od National Science Foundation[3]
  • Oceněn grantem Transfer Technology Small Business Technology Transfer (STTR) ve výši 225 000 USD od National Science Foundation[3]
  • Cena Fraunhofer-Techbridge U-Launch[3]
  • MassCEC MTTC Catalyst Award[3]

Reference

  1. ^ „Ubiquitous Energy, Inc .: Private Company Information - Businessweek“. Businessweek.com. Citováno 2015-10-21.
  2. ^ „Onyx Solar - Integrovaná fotovoltaika v budovách (BIPV) - Fotovoltaické sklo pro budovy“. www.onyxsolar.com. Citováno 2015-11-09.
  3. ^ A b C d E F G „O UBIQUITOUS ENERGY“.
  4. ^ A b C d „TECHNOLOGY | Ubiquitous Energy, Inc“. všudypřítomná. energie. Citováno 2015-10-21.
  5. ^ „Neviditelné solární články, které by mohly pohánět mrakodrapy“. Bloomberg.com. Citováno 2015-10-21.
  6. ^ A b C d E F G „Transparentní solární články“. mitei.mit.edu. Citováno 2015-10-21.
  7. ^ Yanagida, S. (01.05.2003). „Solární články citlivé na barvivo: správa fotoelektronů“. Sborník z 3. světové konference o přeměně fotovoltaické energie, 2003. 3: 2666–2671 sv. 3.
  8. ^ A b C Lunt, Richard R .; Osedach, Timothy P .; Brown, Patrick R .; Rowehl, Jill A .; Bulović, Vladimir (22.12.2011). „Praktický plán a omezení nanostrukturované fotovoltaiky“. Pokročilé materiály. 23 (48): 5712–5727. doi:10.1002 / adma.201103404. hdl:1721.1/80286. ISSN  1521-4095. PMID  22057647.
  9. ^ A b C Lunt, Richard R .; Bulovic, Vladimir (14.03.2011). „Transparentní organické fotovoltaické solární články v blízké infračervené oblasti pro aplikace využívající okna a energii“. Aplikovaná fyzikální písmena. 98 (11): 113305. Bibcode:2011ApPhL..98k3305L. doi:10.1063/1.3567516. ISSN  0003-6951.
  10. ^ A b Young, Margaret; Traverse, Christopher J .; Pandey, Richa; Barr, Miles C .; Lunt, Richard R. (2013-09-23). "Úhlová závislost transparentní fotovoltaiky v konvenčních a opticky převrácených konfiguracích". Aplikovaná fyzikální písmena. 103 (13): 133304. Bibcode:2013ApPhL.103m3304Y. doi:10.1063/1.4823462. ISSN  0003-6951.
  11. ^ A b C „Ubiquitous Energy, Inc. Secure Financování řady 5,8 milionů USD A“ (PDF).

externí odkazy