ガラスを使って発電する

2019年の終わりに、カリフォルニア州セコイア、ユビキタスエネルギーの従業員は、全体がガラス窓で構成された会議室に集まりました。それらの前にある新しいガラス窓は、壮大な山の景色と北カリフォルニアの美しい空だけでなく、太陽電池としても使用され、会社の照明、コンピューター、エアコンにエネルギーを供給します。

長年の研究開発の結果、同社は技術的な画期的な発電ガラスを実現しました。その秘密は、ガラス板の間に追加された複数の有機ポリマー層であり、その一部は完全に光を透過し、その他は目に見えない赤外線と紫外線。光がガラスを通過すると、ポリマー層間の電子が電流を形成し、ガラス内の細いワイヤーによって収集されます。

「これは、逆に実行される透過的なコンピュータモニタに少し似ています。」位置は電流を生成します。

現在、一定の光量でこのガラスの発電能力は従来の屋根太陽光発電の約3分の1で、光透過率は通常のガラスの約半分です。

Hardev氏は、これらの指標を満たすことでこのガラスを実用的な製品にするのに十分であり、彼の会社はガラスの光透過率を大幅に向上させることが期待されています。発電効率の低さについては、窓の面積が屋根の面積よりも大きいため、効率の悪さを補うために面積の利点を利用できると指摘した。 「両方を使用できますが、窓はより多くの電力を生成します。」最大の課題は、現在0.19平方メートル未満のウィンドウ領域を約4.65平方メートルに拡大する方法だと付け加えました。

ガラスよりも透明

窓の革命は長い間遅れています。世界の主要都市が高層ビルへの愛を取り戻すにつれて、きらびやかな高層ビルは至る所で固定されたアトラクションに進化しましたが、高層ビルのガラスはほとんど技術的な進歩を遂げていません。

建物の温度管理は大きな課題です。米国のエネルギープロジェクトの資金の18％は、建物の冷暖房に使用されています。ローレンスバークレー国立研究所の推定によると、寒い季節には、窓から失われる発熱量は約200億米ドルに相当します。夏には、空調された建物の窓から失われる冷却値が大きくなります。つまり、建物の冷暖房に使われる資金の半分以上が、窓からの損失によって浪費されています。

ミシガンベースのマッキナック技術は、通常のガラスの表面に配置して、視野の鮮明度に影響を与えることなくガラスの断熱性と熱反射特性を改善できるコーティングされたプラスチックシートを開発しています。その中で、プラスチックプレートは中央に空気を閉じ込め、ガラスの断熱性能を向上させます。コーティングは可視光線を通過させますが、赤外線を反射します（ほとんどの熱エネルギーを運びます）。同社の最高経営責任者であるジョン・スラグター氏は、目に見えないコーティングはプラスチック表面から反射される光の量を減らし、その代わりに窓を透過する光の量と部屋の透明度を高めると述べた。

コーティングされたプラスチックシートを既存の窓枠に直接取り付けると、単層または複層ガラスの断熱性能が2倍になる可能性があり、非常に軽く、窓の重量を大幅に増加させることはありません。スラグター氏によると、この新素材はカルバン大学の窓での試験に合格したという。米国政府機関からの部分的な資金援助のおかげで、プラスチックシートは、2022年に正式に使用される前に、大規模なパイロットプロジェクトでテストされます。