Une équipe de recherche à Hong Kong a construit une fenêtre solaire qui peut générer de l’énergie du côté externe via un concentrateur solaire luminescent et de l’énergie thermique du côté interne via des absorbeurs solaires transparents.
Des scientifiques de la L’Université des sciences et technologies de Hong Kong a développé une fenêtre de récupération solaire sélective (SSH) à double bande basée sur des panneaux photovoltaïques transparents (TPV) et des absorbeurs solaires transparents (TSA). Les TSA sont utilisés pour convertir la lumière ultraviolette (UV) ou proche infrarouge (NIR) en la convertissant en énergie thermique.
“L’énergie thermique récoltée est extraite par l’air ventilé pour fournir le chauffage de l’espace intérieur pendant les saisons froides ou réduire la charge de refroidissement intérieure pendant les saisons chaudes”, ont-ils expliqué. “Nous avons démontré que la fenêtre SSH a une transmittance visible de 42 %, atteint une efficacité de conversion solaire-électricité de 0,75 % et une efficacité de conversion solaire-thermique de 24 % avec une augmentation de la température de l’air ventilé de 10 °C.”
Le groupe de recherche a utilisé un concentrateur solaire luminescent (TPV) basé sur des points quantiques (QD) de sulfure d’indium de cuivre et de sulfure de zinc (CuInS2/ZnS) comme fenêtre extérieure. Il est capable de collecter la lumière UV et de la transmettre aux dispositifs PV opaques situés au bord du substrat transparent pour la production d’électricité. Les TSA ont plutôt été utilisés pour fabriquer le côté intérieur de la fenêtre où la chaleur est produite et collectée.
“L’énergie thermique est principalement extraite par l’air ventilé dans l’espace à diverses fins telles que le chauffage des espaces intérieurs pendant les saisons froides”, a déclaré le groupe.
Les universitaires ont fabriqué un prototype mesurant 30 cm x 30 cm x 2,4 cm en assemblant les éléments TPV avec les TSA côté intérieur. Ils affirment que l’appareil a montré une transmission visible substantielle et qu’il était capable de générer 6 W par mètre carré de puissance et une puissance thermique d’environ 150 W par mètre carré.
“L’énergie thermique représente 25 fois l’énergie électrique générée, ce qui suggère que la récupération de l’énergie thermique est d’une importance primordiale pour les fenêtres de récupération d’énergie solaire intégrées au bâtiment”, ont-ils déclaré. “Avec la récupération d’énergie thermique par la ventilation de l’air, l’efficacité effective totale a été estimée à plus de 30 % dans des conditions de fonctionnement typiques pour les applications de chauffage des bâtiments.”
Ils ont présenté leurs découvertes dans «Fenêtres de récolte solaire sélective pour une utilisation à spectre complet», qui a récemment été publié dans Sciences avancées.
“La fenêtre SSH peut économiser jusqu’à 61,5 % de la consommation d’énergie annuelle de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) par rapport au verre normal, en plus de l’électricité générée qui représente jusqu’à 19,1 % du montant annuel d’économie d’énergie. ,” ils ont dit.
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