هل يمكن أن تتحوّل الواجهات الزجاجية للمباني التجارية الضخمة إلى مصادر متجددة لتوليد الطاقة؟
Image Source: Tweak Town
أظهرت نتائج التجارب التي أجرتها شركة Wells Fargo بالتعاون مع المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) أنّ النوافذ الكهروضوئية قد تساهم في تخفيض معامل الكسب الحراري الشمسي بشكل ملحوظ داخل المباني.
في عمل مشترك بين شركة NEXT Energy Technologies وحاضنة Wells Fargo Innovation Incubator (IN2), تمّ اختبار ومقارنة النوافذ الكهروضوئية التي تنتجها شركة NEXT Energy Technologies مع النوافذ الشفافة التقليدية من حيث الأداء اعتماداً على معامل اكتساب الحرارة الشمسي Solar Heat Gain Coefficient (SHGC), وتبيّن انخفاض معامل اكتساب الحرارة عند استخدام النوافذ الكهروضوئية بمقدار 0.20 مقارنةً بالنوافذ التقليدية المكافئة. الجدير بالذكر أن معامل اكتساب الحرارة أو معامل الكسب الشمسي يقيس مقدار الحرارة الناتج عن دخول ضوء الشمس إلى المباني بشكل غير مباشر من خلال النوافذ.
حيث تعمل شركة NEXT Energy Technologies, والتي مقرها في كاليفورنيا, على تطوير تقنية النوافذ الشفافة الكهروضوئية المنتجة للطاقة الكهربائية, بهدف تحويل الواجهات الزجاجية للمباني إلى مصادر متجددة للطاقة الكهربائية بتكلفة منخفضة, من خلال طلائها بطلاء نانو كهروضوئي شفاف يقوم بتحويل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء إلى طاقة كهربائية بدلاً من الطاقة الحرارية, يتكوّن هذا الطلاء من مواد أنصاف نواقل عضوية متوفرة بكثرة و بتكاليف منخفضة يتم طلاؤها على الزجاج بطبقة موحّدة بعملية سريعة منخفضة التكاليف لا تستهلك الطاقة.
بالتالي يساهم بتحويل النوافذ الشفافة التقليدية إلى نوافذ منتجة للطاقة الكهربائية. وقد عملت الشركة بالتعاون مع IN2 على مشروع النوافذ الكهروضوئية على مدار عدّة سنوات, تمّ فيها تقييم أداء وكفاءة النوافذ الشفافة الكهروضوئية التي تنتجها هذه الشركة مقارنة بالنوافذ التجارية التقليدية.
وتعتبر حاضنة Wells Fargo Innovation Incubator (IN2) ثمرة تعاون بين شركة Wells Fargo والمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) والتابع لوزارة الطاقة الأمريكية في غولدن كولورادو، وتتمثل مهمة IN2 في تقليل المخاطر والابتكارات وتسريع وصول التقنيات النظيفة إلى الأسواق التجارية.
وبحسب وزارة الطاقة الأمريكية, فإنّ استهلاك الطاقة الكهربائية في المباني التجارية يمثّل 36% من إجمالي استهلاك الطاقة في الولايات المتحدة الأمريكية وبكلفة تزيد عن 190 مليار دولار سنوياً, بالإضافة إلى أنّ وجود النوافذ في هذه المباني يرفع تكاليف الطاقة اللازمة لتدفئتها وتبريدها بنحو 30% مما يشكل أعباء مادية إضافة على مالكيها قد تصل إلى 50 مليار دولار سنوياً.
وبالنظر إلى الوفر في كمية الطاقة الكهربائية المستهلكة إضافةّ لكميات الطاقة الكهربائية المنتجة, يعتبر تخفيض قيمة معامل اكتساب الحرارة الشمسية (SHGC) للنوافذ الكهروضوئية إلى 0.20 أمراً هاماً جداً إذ أنّ القيم المرتفعة للكسب الشمسي قد تؤدي إلى ارتفاع زائد لدرجات الحرارة داخل المباني وانخفاض كفاءة إدارة الطاقة فيها.
رابط الشركة لللتفاصيل:
