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전기와 열에너지를 생산하는 창

24.06.2022

홍콩 과학 기술 대학(Hong Kong University of Science and Technology)의 과학자들이 투명 태양광 전지(TPV)와 투명 태양열 흡수체(TSA)를 기반으로 하는 이중 대역 선택적 태양 에너지 수확(SSH) 창을 개발했습니다. TSA는 자외선(UV) 또는 근적외선(NIR) 빛을 열 에너지로 변환하는 데 사용됩니다.

수집된 열 에너지는 환기된 공기에 의해 추출되어 추운 계절에 공간 난방을 제공하거나 더위에서 건물 냉각에 대한 부하를 줄입니다. SSH 창의 겉보기 투과율은 42%, 태양열 변환 효율은 0,75%, 태양열 변환 효율은 환기된 공기 온도가 24°C 증가할 때 10%입니다.

연구팀은 외부 창으로 구리, 인듐, 황화아연(CuInS2/ZnS) 양자점(QD)을 기반으로 한 발광 태양 집중 장치(TPV)를 사용했다. 자외선을 모아 투명 기판 가장자리에 위치한 불투명한 태양광 발전 장치에 전달해 전기를 생산할 수 있다. TSA는 열이 생성되고 수집되는 창 내부를 만드는 데 사용되었습니다.

과학자들은 내부에 TSA가 있는 TPV 요소를 조립하여 30 x 30 x 2,4cm 프로토타입을 만들었습니다. 그들은 장치가 상당한 가시적 투과율을 보였고 평방 미터당 6와트와 평방 미터당 약 150와트의 열 출력을 생성할 수 있다고 주장합니다.

열 출력은 생산된 전기보다 25배 더 큽니다. 이는 열 수확이 건물에 통합된 태양 에너지 수확 창에서 가장 중요하다는 것을 의미합니다. 환기를 통해 열에너지를 수집할 때 건물의 공간 난방을 위한 일반적인 작동 조건에서 총 유용 효율은 30% 이상으로 추정됩니다.

SSH 창은 기존 유리에 비해 연간 최대 61,5%의 HVAC(난방, 환기 및 공조) 에너지 소비를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 연간 최대 19,1%의 에너지를 절약할 수 있습니다.

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