يمكن أن تكون الطاقة الشمسية تدخليًا. تحتوي العديد من الأنظمة الحالية على معدات ضخمة تشغل مساحة كبيرة ويمكن اعتبارها غير جذابة حتى لدرجة أن بعض جمعيات أصحاب المنازل تحظرها بالفعل.
لكن الأمر لا يتعلق فقط بالغرور الذي يقود تلك المكالمة ، بل هو أيضًا استخدام الفضاء. في كثير من الحالات ، لا يوجد مجال لتركيب الألواح الشمسية بسبب المساحة التي يحتاجها الجهاز.
يمكن أيضًا تقييد الألواح بأداء التكنولوجيا ، مما يعني أنه يجب تثبيتها بطريقة لتلقي ضوء الشمس المباشر ، وغالبًا ما تكون مواجهة للغرب لتلقي قوة ضوء شمس الظهيرة.
هذا هو المكان الذي يتدخل فيه نهج مبتكر.
تساءلت سوزان ستون ، الرئيس التنفيذي لشركة Startup Ubiquitous Energy ، “ماذا ستفعل إذا كان بإمكانك تضمين تكنولوجيا الطاقة الشمسية في المنتجات التي ترى الشمس”. “إنه يؤدي إلى الكثير من مساحة التطبيق. يمكنك تضمين الطاقة الشمسية في مادة بناء لأنها مجرد طلاء “.
الطاقة الشمسية غير المرئية
مع وضع هذه الفكرة في الاعتبار ، طورت Ubiquitous Energy الطلاء الزجاجي الكهروضوئي الوحيد الحاصل على براءة اختراع والشفاف والذي يستخدم الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء. الحداثة هي أن النوافذ ذات التكنولوجيا تبدو وكأنها نوافذ تقليدية ، بالإضافة إلى أنها تنتج الكهرباء.
عندما يتم تصنيع الزجاج المسطح ، فإنه عادة ما يتلقى طلاءًا منخفض الانبعاثات (منخفض الانبعاثية) ، ثم يتم تصنيع الزجاج في وحدة مزدوجة اللوحة. في حالة تقنية Ubiquitous Energy ، يحدث كل ذلك بالطريقة نفسها ، مع نفس المعدات والبائعين والموردين ، ولكن بالإضافة إلى الطلاء المنخفض الانبعاث ، هناك طبقتان مضافتان تصبحان “اللوحة الشمسية غير المرئية” . “
لتوسيع نطاق التكنولوجيا ، وقعت الشركة العالمية لتصنيع النوافذ والأبواب Andersen اتفاقية مع Ubiquitous Energy في عام 2022 لتطوير خط من منتجات توليد الطاقة بشكل مشترك.
براندون بيرج هو نائب الرئيس الأول للبحث والتطوير والابتكار في Andersen وقاد مبادرة الشراكة مع Ubiquitous.
وقال: “نحن قادرون على استخدام قوة Andersen وقدراتنا وسلسلة التوريد والشركاء وقاعدة العملاء لدينا لتقديم هذا المنتج إلى السوق”. “لقد صنعنا أول نوافذ Andersen بزجاجها في نوفمبر والتي تم تركيبها الآن على منزل في الجزء العلوي من مقر البحث والتطوير لدينا في Bayport ، مينيسوتا. نحن نولد الطاقة معهم ، ولا يعمل فقط ، بل يعمل بشكل رائع. “
حتى الآن ، قام Andersen بتصنيع حوالي 20 نافذة بزجاج في كل مكان على خط إنتاج قياسي. يتضمن البحث على هذه النوافذ النظر في الاختلاف بين النوافذ التي تواجه جميع الاتجاهات الأساسية الأربعة جنبًا إلى جنب مع جمع البيانات حول كيفية قدرة المكون الكهروضوئي على حصاد الأجزاء غير المرئية من ضوء الشمس في الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء مع السماح بمرور الضوء المرئي خلال.
قال بيرج: “حتى النوافذ التي تواجه الشمال تتحول إلى قوة”. “إنها ليست شديدة مثل النوافذ الأخرى ، لكنها ما زالت تولد. نحن نحاول الحصول على البيانات التي سيصدقها أصحاب المنازل. نضع منزلاً صغيراً على سطح المبنى حتى نتمكن جميعاً من الارتباط به ويقوم بتوليد الطاقة كما هو معلن “.
أجرت المجموعة أيضًا اختبارات المتانة التي تمر بها النوافذ النموذجية ، وهو جزء كبير من الخبرة التي يضيفها أندرسن إلى الشراكة.
قال بيرج: “نتوقع أن تستمر 25 عامًا”. “لدينا الكثير من المعرفة حول كيفية إنتاج المنتجات الموجودة في كل تلك الظروف البيئية ، وهو شيء لا خبرة له في كل مكان.”
الاقتصاد
من السهل على أصحاب المنازل تجاهل تأثير النوافذ والأبواب على المنزل ، مع التركيز فقط على الجمال والفوائد. لكن تأثيرها على التصميم العام وأداء المنزل ليس غير منطقي. إنهم يأخذون قدرًا لا بأس به من العقارات في الجزء الخارجي من المنزل ، بالإضافة إلى أن بيرج يشير إلى أنه خلال COVID ، كان هناك اتجاه مستمر نحو المزيد من الزجاج في المنزل ، والذي يتعارض بشكل مباشر مع أداء الطاقة للمنزل.
قال “النوافذ أقل كفاءة في استخدام الطاقة من الجدران المعزولة”. “بدأنا في البحث عن المزيد من أداء الطاقة للمنتج ونريد أن نرى ذلك ، بالإضافة إلى طرق لتوليد الطاقة.”
ستنتج نافذة Andersen المطلية بالطاقة في كل مكان عندما يتم طرحها في السوق حوالي 50 واط لكل متر مربع من مساحة النافذة أو تكون فعالة بنسبة 20 ٪ مثل اللوحة غير الشفافة المثبتة على السطح.
تعاني ألواح السقف والنوافذ على حد سواء من عواقب الظروف الجوية في الهواء الطلق ، والتي كما ذكرنا هي المكان الذي يمكن أن تقدم فيه Andersen إرثها الطويل الأمد.
قال بيرج: “على سبيل المثال ، بعد 10 سنوات من تثبيت منتجاتنا ، نتوقع أن كمية الهواء القادمة عبر النوافذ ومدى جودة عملها لن يضاهيه أي شخص آخر في الصناعة”. “إذا لم يكن أداء الطلاءات على الزجاج جيدًا بعد 10 سنوات من تثبيته ، فقد يكون ذلك مهمًا جدًا للعالم.”
يقوم الشركاء بتحليل نماذج التسعير ويتوقعون أن الأسعار المبكرة ستصل إلى حوالي 30٪ أكثر من وحدة الزجاج التقليدية.
قال ستون: “الشيء المهم الذي يجب تذكره هو أن قرار الشراء لا يتعلق بالنوافذ مقابل الألواح السطحية”. “القرار حقًا بين نافذة تقليدية أو نافذة لتوليد الطاقة.”
التحديات
بينما توفر التكنولوجيا فرصة فريدة لتقديم ميزات وفوائد جديدة للمنزل ، إلا أن هناك تحديات. نبدأ بمسألة كيفية تخزين الطاقة بمجرد حصادها حتى يمكن استخدامها عند الحاجة إليها بشدة. بشكل أساسي ، يجب نقل الطاقة من الزجاج إلى آلية تخزين لاستخدامها لاحقًا.
إحدى الطرق التي يمكن أن تحل ذلك هي تشغيل الوظائف في النافذة ، مثل استخدام الطاقة للاحتياجات المحلية مثل الكاميرا أو الإضاءة أو قفل الباب الكهربائي أو تمكين المنتجات الأخرى لاستخدامها مع النوافذ لأن الطاقة موجودة للاستخدام . طور الفريق حالات استخدام للطاقة المولدة مباشرة من النافذة والتي ستشمل بطاريات في الحائط.
قال بيرج في إشارة إلى باب زجاجي منزلق: “هناك حيلة أخرى تتمثل في كيفية إخراج الطاقة من زجاج الباب المتحرك”. “نحن نعمل على كيفية تضمين التكنولوجيا في شيء يمكنه أيضًا التحرك. لذلك ، نحن نتطلع إلى صناعات أخرى لنتعلمها ، لكنه مجرد تحد هندسي نشعر بالراحة أننا سنكون قادرين على حله “.
ومع ذلك ، هناك تحد آخر يتمثل في تعطيل التجارة والعمالة اللازمة لتثبيت النوافذ في سوق العمل الضيق بالفعل.
المستقبل
يشير ستون إلى أن المواد هي صلصة خاصة مملوكة لشركة Ubiquitous Energy ، أي أن المنتج لا يهتم بما إذا كان على الزجاج أو على مادة أخرى. إنها متحمسة للغاية بشأن إمكانية الانتقال إلى الأسطح الأخرى وتقول إن الشركة تعمل أيضًا على طبقة سفلية مرنة للأسطح.
في المستقبل أيضًا ، يود الفريق أن يرى الطاقة المولدة في الزجاج لها طريق يؤدي إلى الشبكة ، والتي يعتبرونها بعيدة قليلاً بناءً على تقنية اليوم.
وفي الوقت نفسه ، يواصل بيرج تحدي الشركة بشأن ما يمكن عمله بالزجاج على السطح الخارجي للمنزل بالإضافة إلى السماح للضوء بالدخول. يستثمر Andersen في البحث والتطوير حول طرق أخرى للاستثمار في النوافذ ، مثل التحكم في الصوت والطرق للمساعدة في إشارات WiFi والإشارات الخلوية.
سيكون من المثير أن ترى ، أو لا ترى ، إلى أين يتجه هذا.
