II_1.4 Nowości technologiczne w zakresie konwersji energii słonecznej
Wprowadzenie
Niemal codziennie docierają do nas informacje o badaniach, zakończonych sukcesem w postaci opraco-wania nowych technologii pozyskiopraco-wania energii ze źródeł odnawialnych. Badania tego typu prowadzone są w niemal wszystkich ośrodkach naukowych na Świecie. Także Polscy naukowcy biorą udział w poszu-kiwaniu technik pozyskiwania energii ze źródeł takich jak geotermia, energia wiatrowa, energia słonecz-na itp. Poniżej autor przedstawił subiektywny wybór, słonecz-najbardziej obiecujących technologii i materiałów pozwalających na konwersję energii promieniowania słonecznego. Jest to zestawienie, zaledwie kilku nowych metod o których poinformowano w okresie powstawania pracy doktorskiej.
Opis tych technologii przedstawiono próbując udowodnić jak wiele jest nowych możliwości techno-logicznych pozyskiwania energii słonecznej. Ponieważ większość opracowywanych materiałów ma mieć zastosowanie w budownictwie, zdaniem autora konieczne jest choćby pośrednie, włączenie się do tych badań, także architektów i urbanistów. Jego zdaniem powinni oni opracowywać metody w jaki sposób technologie te można aplikować w architekturze w sposób zapewniający ich jak naj-większą wydajność.
1. Perowskity
Perowskity to grupa nieorganicznych związków chemicznych. Znane są już od XIX w. lecz do niedawna nie miały praktycznego zastosowania. Perowskity doskonale pochłaniają światło. Ich wydajność jest znacząco lepsza od powszechnie używanego krzemu ale także od arsenku galu uznawanego do niedawna za za materiał bardzo wydajny. Materiał badany jest obecnie przez wiele ośrodków naukowych min. Uniwersytet w Huazhong, Instytut EPFL w Lozannie Uniwersytet w Sheffield oraz naukowców z Massachusetts Institute of Technology (MIT), University of Oxford. Zainteresowanie tym materia-łem w Polsce znacząco wzrosło po odkryciu przez Olgę Malinkiewicz nowej metody ich wytwarzania.
Ilustracja II_1_8 Ogniwo perowskitowe.
[foto: Olga Malinkiewicz]
II
Perowskity podobnie jak krzem pochłaniają światło widzialne w taki sposób, że możliwe jest jej odzy-skiwanie w formie energii elektrycznej. Nową technologię charakteryzuje szybki czas produkcji oraz pro-stota stosowanych urządzeń. Przeprowadzana jest w warunkach próżniowych, niskotemperaturowych.
Polega na natryskowym naniesieniu cienkiej warstwy perowskitów na dowolny materiał. Podkładem może być elastyczny plastik, tkanina czy nawet papier. Jest to możliwe dzięki bardzo dobrej rozpuszczal-ności perowskitów. Co bardzo istotne do konwersji energii słonecznej na elektryczną wystarczy warstwa 1 mikrometra. Dzięki temu, na efektywność konwersji nie ma wpływu kąt padania promieni słonecz-nych, a zginanie materiałów z naniesionymi na nie perowskitami nie powoduje uszkodzenia ogniwa.
Bardzo ważną zaletą jest dostępność surowca naturalnie występującego w skałach, ale także możli-wego do wytworzenia w warunkach laboratoryjnych. Ponieważ materiał nakładany jest w ultra-cienkich warstwach a wytwarzany jest w procesie syntezy chemicznej z bardzo tanich materiałów startowych, jego zasoby można uznać za nieograniczone. Cienką warstwę perowskitów będzie można nanieść np.
na szkło, jednocześnie jedynie nieznacznie pogarszając jego przezroczystość. Może to pozwolić na po-zyskiwanie energii słonecznej na fasadach bez starty na estetyce czy funkcjonalności obiektu. Także pozostałe powierzchnie obudowy budynku mogą być w przyszłości pokrywane warstwą perowskitów zwiększając skalę produkowanej energii. Rozwiązania tego typu mogą zapewnić budynkom samowy-starczalność energetyczną. Opisywaną technologię zastosować można także w mniejszej skali. Dzięki bardzo małej wadze, przezroczystości i elastyczności ich warstwę można nakładać np. na elektronikę czy ubrania. Umożliwia to opracowana prze polkę technika nakładania perowskitów natryskowo w nie-wielkiej temperaturze. Dzięki temu urządzenia takie jak telefony, tablety, laptopy będą mogły być do-ładowywane w trakcie ich użytkowania. Panel fotowoltaiczny nadrukowany na płaszczyznę kurtki czy namiotu będzie można rozwijać gdy energia będzie niezbędna na dalekiej wyprawie. Dotychczasowa krótka historia ich badania pozwoliła na osiągnięcie wydajności sięgającej 20%. Przy czym należy pamię-tać, że rozwijane od lat ogniwa oparte o krzem osiągają wydajność kilkunastu procent. Dlatego ocenia się, że rozwój wiedzy o perowskitach oraz ich wykorzystanie może być przełomem w produkcji energii słonecznej. [gramwzielone.pl]
2. Drukowane panele słoneczne
Dzięki badaniom i wdrożeniom wielu nowych technologii panele słoneczne stały się tańsze, łatwiejsze w obsłudze a ich wydajność stale się poprawia. Jednak pozyskiwanie energii w ten sposób nadal nie stało się normą. Wynika to głównie ze stosunkowo wysokich kosztów produkcji paneli fotowoltaicznych opartych o kryształy krzemu. Popularyzacja i szerokie zastosowanie ogniw słonecznych poprzez ob-niżenie kosztów ich produkcji, przyświecało pracy naukowców z Australia’s Victorian Organic Solar Cell Consortium, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, University of Melbourne, Monash University oraz przedstawicielom przemysłu. Naukowcy opracowali i udoskonalili drukowanie paneli fotowoltaicznych. Do wydrukowania ogniw służy specjalny fotowoltaiczny tusz, który nakładany jest na zadany nośnik w technice zbliżonej do wykonania nadruku na koszulce. Służy do tego dedyko-wana drukarka, która w ciągu minuty umożliwia wydrukowanie pasa o szerokości 30 cm i długości 10 m. Nośnik może być elastyczny. Obecnie drukowane ogniwa produkować mogą od 10 do 50 W mocy, naukowcy wierzą, iż są w stanie osiągnąć cenę 1$/1W. Co niezwykle istotne zastosowanie ogniw tego typu jest praktycznie nieograniczone. Od elementów ubioru poprzez powierzchnię urządzeń mobilnych.
Panele takie mogłyby być także integralną częścią szklanej fasady budynków. W ten sposób budynki zamieniono by w wytwórców energii.[Keuss R. 2013]
Te same założenia przyświecały naukowcom z University of Toronto. Produkowany i testowany jest tam nowy typ koloidalnych kropek kwantowych (CQD), które, w przeciwieństwie do poprzednich prób, nie
II
tracą wydajności, w trakcie kontaktu z powietrzem. Kropka kwantowa jest nanokryształem wykonanym z materiału półprzewodnikowego. Kropki kwantowe to część szybko rozwijającej się nowej dziedziny badań, możliwej do zastosowania min. w wysokowydajnych ogniwach słonecznych, tranzystorach i la-serach. W przypadku paneli słonecznych, kropki kwantowe są wykorzystywane jako fotowoltaiczny ma-teriał absorbujący. Kropki mają tę zaletę, że poprzez zmianę ich rozmiaru dostosować je można do przyj-mowania różnych części widma światła słonecznego. To czyni je bardzo atrakcyjnymi dla wykorzystania w ogniwach słonecznych gdzie poprzez użycie serii leżących obok siebie „kropek” o różnej wielkości, umożliwia się pochłanianie szerokiego spektrum światła słonecznego.
Badania i rozwój technologii doprowadził do wykorzystania CQD w sprayu, który po nałożeniu na pod-kład działa jak absorbujący światło materiał fotowoltaiczny. Naukowcy odnotowali rekordową wydaj-ność takiego rozwiązania na poziomie 8% a zatem znacznie mniej, niż w konwencjonalnych ogniwach.
Jednakże są optymistyczni co do zwiększania potencjału tego typu urządzenia. Do tej pory integracja SQD z materiałem podkładu była możliwa jedynie przez przetwarzanie wsadowe co jest nieefektywne i drogie. Jeden z naukowców biorących udział w poszukiwaniach Ilan Kramer opracował jednak instru-ment pozwalający rozpylać cząstki kwantowe na powierzchniach z elastycznych tworzyw sztucznych w prostym i tanim procesie. Opracowane przez Illana Kramera urządzenie o nazwie Spray LD jest zbudo-wane z tanich i łatwo dostępnych podzespołów. Według autora SQD nie tracą wydajności w procesie ich aplikacji. Drukowanie wrażliwych na światło kropek kwantowych na cienkie i elastyczne podkłady umoż-liwia na zastosowanie ich na prawie każdej nieregularnej powierzchni. To z kolei pozwoliłoby w przyszło-ści zastosować je na np. karoserii samochodów. [Lavars N. 2014]
3. Przezroczyste ogniwa fotowoltaiczne
Wszystkie znane dotąd materiały i technologie konwersji energii słonecznej wiązały się z użyciem ciem-nych i nieprzeźroczystych materiałów. Naukowcy z Mischigan State University MSU opracowali ogniwo słoneczne o całkowitej przezierności. Prowadzony przez prof. Richarda Lunta zespół wykorzystał do
Ilustracja II_1_9
CQD - Koloidalne Kropki Kwantowe po nałożeniu na podkład działają jak absorbu-jący światło materiał fotowol-taiczny [fot.Beverly Barrett]
II
stworzenia nowego materiału cząsteczki organicznych związków chemicznych. Naukowcy sprawili, ze materiał pochłania jedynie promieniowanie ultrafioletowe oraz z zakresu bliskiej podczerwieni a następ-nie oddaje je w postaci promieniowania podczerwonego. Pozyskane promieniowanastęp-nie przekazywane jest do ogniw fotowoltaicznych, znajdujących się na krawędzi materiału. Zatem przezroczysta płaszczyzna odpowiedzialna jest jedynie za koncentrowanie promieni słonecznych. Ponieważ materiał nie pochłania ani nie emituje światła widzialnego, staje się przeźroczysty dla człowieka. Niestety nową technologię charakteryzuje bardzo mała wydajność wynosząca zaledwie 1%. Poza tym wydajność taką osiągnięto jedynie w warunkach laboratoryjnych. Badacze sugerują jednak, iż możliwe jest w przyszłości uzyskanie
wydajności tego typu rozwiązań na poziomie 5%. To jednak nadal niewiele w porównaniu nawet do stan-dardowych, współczesnych krzemowych ogniw fotowoltaicznych o wydajności na poziomie 15 - 20%.
Pomimo małej wydajności badacze wiążą z materiałem wiele nadziei. O ile standardowe panele wyko-rzystać można jedynie na dachach lub ścianach budynków nieużytkowych o tyle przezroczyste kolektory montować będzie można na całej elewacji budynków. Proponuje się także wykorzystanie wynalazku w produkcji telefonów, tabletów, laptopów. W takiej sytuacji częścią ekranu dotykowego ma być szklana płaszczyzna dostarczająca energii do urządzenia. [ArchDaily 2014]
Podobne materiały opracowywane są i rozwijane przez inne ośrodki naukowe i firmy.
Firma Sun Partner Group opracowała ogniwo przeźroczyste w 82%. Dąży jednak do osiągnięcia 90%
przezroczystości. Co interesujące urządzenie zdolne jest do przetwarzania energii światła słonecznego i sztucznego. W związku z tym materiał planuje się wykorzystać w formie dodatkowego źródła ener-gii dla urządzeń mobilnych. Technologia oparta jest na montażu cienkiej powierzchni fotowoltaicznej z siecią mikro - soczewek co sprawia, że komórki stają się niewidoczne dla gołego oka. Kryształ ten współpracuje z różnymi technologiami ekranów optycznych zintegrowanych z ekranami dotykowy-mi. System jest ultra cienki - zaledwie 0,5 mm, zachowuje jakość obrazu i funkcjonalność ekranów.
[sunpartnergroup.com]
Ilustracja II_1_10
Moduł przejrzystego koncen-tratora słonecznego [fot. Yimu Zhao]
II
Podobny materiał bada od wielu lat konsorcjum firm BASF i Philips. Jest to rozwiązanie oparte na prze-źroczystych diodach OLED (Organic Light Emitting Diode) Technologia OLED charakteryzuje się wysoką efektywnością energetyczną. OLED ma grubość jedynie 1,8 mm może być przeźroczysty przy jedno-czesnej możliwość emitowania rozproszonego miękkiego świtała Technologia ta może zostać połączona z przeźroczystym panelem fotowoltaicznym. Uzyskuje się w ten sposób urządzenie zdolne pozyskiwać energię słoneczną ale także emitować światło lub dowolny obraz. Obecnie planuje się wykorzystanie materiału w przemyśle samochodowym np. do produkcji przeźroczystych dachów samochodów po-zyskujących energię słoneczną na własny użytek przy jednoczesnej możliwości zwiększenie komfortu użytkowników.[europeanplasticsnews.com]
4. Produkcja energii słonecznej w trzech wymiarach
Badacze zajmujący się pozyskiwaniem energii słonecznej, skupili się głównie się na zwiększeniu wy-dajności ogniw i obniżeniu kosztów ich produkcji. Bardzo mało uwagi poświęca się sposobom organi-zowania ogniw między sobą. Zwykle ogniwa fotowoltaiczne to jednorodne płaszczyzny umieszczone na płaskich dachach. Zespół naukowców z MIT zaprezentował zupełnie inne podejście. Badają wydaj-ność ogniw w formie trójwymiarowych układów przestrzennych - kostek, wież. Przebadane struktury
wykazują nawet 20 krotnie większą wydajność w stosunku do płaskich paneli o tej samej powierzchni.
Co szczególnie istotne największą poprawę wydajności zanotowano dla najbardziej kłopotliwych wa-runków konwersji energii słońca, przy dużym zachmurzeniu, w miesiącach zimowych, przy dużym odda-leniu od równika. Początkowo w badaniu zastosowano specjalny algorytm komputerowy by porównać ogromną różnorodność możliwych konfiguracji. Następnie opracowano oprogramowanie analityczne, które może przetestować dowolny układ geometryczny dla różnych szerokość geograficznych, pory roku i pogody. Następnie, aby potwierdzić wyniki wstępne, zbudowano i przetestowano trzy różne układy ogniw słonecznych. Efekty okazały się niezwykle obiecujące, uzyskano zwiększoną wydajności ale tak-że bardziej równomierne działanie w ciągu dnia. Wydajność i sposób pracy ogniwa w mniejszym
stop-Ilustracja II_1_11
Panel słoneczny o rozbudo-wanej trójwymiarowej we-wnętrznej strukturze [SolarOr]
II
niu uzależnione jest od pogody, zachmurzenia, zacieniania. Tak udoskonalone ogniwa pracują w spo-sób bardziej jednolity i przewidywalny. Ułatwia to integrację z sieciami energetycznymi. Podstawowym powodem zwiększenia wydajności a także bardziej równomiernej pracy jest fakt, iż pionowe struktury trójwymiarowe pochłaniają więcej energii słonecznej w trakcie poranków, wieczorem a także w okre-sie zimowym, gdy słońce jest bliżej horyzontu. Przeprowadzone symulacje komputerowe wykazały, że najlepsze wyniki uzyskuje się w przypadku najbardziej skomplikowanych układów ogniw. Struktury ta-kie jednak mogłyby okazać się zbyt skomplikowane i drogie w produkcji. Dlatego przetestowano także układy uproszczone, których wydajność spada w porównaniu do najlepszych układów o ok. 10-15 %.
Dotychczas badano jedynie samodzielne układy przestrzenne. Kolejnym etapem będą badania grupy pionowych elementów tego typu. Ważne będzie w tym przypadku optymalizowanie odległości między kolejnymi wieżami paneli, by uniknąć wzajemnego zacieniania. Wyniki wskazują że opisywane trójwy-miarowe obiekty mogą mięć szczególnie dobrą wydajność wszędzie tam gdzie przestrzeń jest bardzo ograniczona w szczególności w środowisku miejskim. Badane struktury będą mogły być stosowane tak-że w rozwiązaniach wielkoskalowych takich jak farmy słoneczne, zacienienie między obiektami zosta-nie zminimalizowane. Zespół wykazał teoretyczzosta-nie i doświadczalzosta-nie, że trójwymiarowe struktury ogniw słonecznych mogą zapewnić znaczne korzyści w zakresie przechwytywania światła pod różnymi kątami.
Wyzwaniem jest jednak wprowadzenie ich do masowej produkcji w sposób efektywny ekonomicznie.
[Bernardi M., Ferralis N., Wan J. 2012]
Bardzo podobne badania prowadzi także grupa badaczy z izraelskiej firmy SolarOR. Firma jest liderem technologicznym w zakresie rozwoju i industrializacji innowacyjnych systemów pozyskiwania energii słonecznej, zintegrowanych z obudową budynku (BIPV - Building Integrated Photo Voltaic). Opracowali oni przejrzysty panel słoneczny o rozbudowanej trójwymiarowej wewnętrznej strukturze. Jego forma wzorowana jest na złożonych formach występujących w strukturze plastra miodu. Każdy z paneli zawie-ra kilkadziesiąt niewielkich pryzmatów skupiających światło słoneczne na ogniwie w sposób pozwalający na maksymalizację produkcji energii.Panele wykonane są z trwałego akrylu, który działa także jako izola-tor. Sześciokątny kształt komórek i podwójne szklenie panelu wzmacnia działanie energii słońca. Panele przeznaczone są do integracji z fasadami budynków. Ich struktura umożliwia montaż w pionie w formie przeziernego okna. Twórcy zwracają uwagę na aspekty estetyczne swojego rozwiązania. Płaszczyzny komórek mają pochyłe płaszczyzny w celu maksymalizacji absorbowanej energii. Kąt płaszczyzn oraz układ ich szeregu może być każdorazowo dostosowywany do lokalizacji. Jednocześnie indywidualizując formę fasady na której zostaną zamontowane. Firma jest obecnie na etapie zbierania funduszy i ma nadzieję na rozpoczęcie produkcji paneli do komercyjnego użytku. [Zimmer L. 2011]
5. Bateria ładowana słońcem i powietrzem
Niezwykle intrygujące są wyniki badań naukowców z Ohio State University. Opracowano tam urządzenie określane jako pierwsza na świecie bateria słoneczna. Naukowcom udało się połączyć funkcjonowanie ogniw słonecznych i baterii w jedno hybrydowe urządzenie. Mechanizm zawiera trzy elektrody - panel słoneczny w formie siatki, cienki arkusz porowatego węgla oraz płytkę litu. W trakcie ładowania, pro-mienie słoneczne uderzają w panel słoneczny, przez co powstają elektrony. Wewnątrz baterii, elektrony zaangażowane są w rozkład chemiczny nadtlenku litu do jonów litu i tlenu. Następnie tlen jest uwal-niany do atmosfery a jony litu przechowywane są w baterii. Po jej rozładowaniu, następuje pochłania-nie tlenu z powietrza i znów powstają nadtlenki litu. Co pochłania-niezwykle istotne światło przekształcane jest w elektrony w niemal 100% Baterie uzyskały trwałość porównywalną z dostępnymi na rynku bateriami umożliwiającymi ponowne ich naładowanie. Jeśli uda się poprawić wydajność projektowanego
urządze-II
nia, wynalazek może mieć ogromne konsekwencje dla produkcji energii ze źródeł odnawianych. Bowiem większe wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii jest obecnie ograniczane przez wysokie koszty transportu i magazynowania produkowanej energii. Jej transport i magazynowanie wiąże się także ze stratami. Badacze uważają że wynalazek umożliwi obniżenie ceny konwersji energii słonecznej o 25%.
Departament Energii USA sfinansował dalsze badania, a OSU będzie dążyć do poprawy funkcjonowania systemu i przygotowania wersji produkcyjnej. [Gorder p. 2014]
6. Superwydajne ogniwa fotowoltaiczne
Zaprojektowanie ogniwa fotowoltaicznego o wydajności przekraczającej 50% jest celem wielu ośrodków naukowych pracujących nad udoskonalaniem technik konwersji energii słonecznej. Jest także obiektem nieoficjalnego wyścigu w poszukiwaniach odpowiedniej technologii. Wydajność ogniw na tym poziomie pozwoliłaby bowiem uzyskać dużą redukcję ceny energii słonecznej. Standardowe używane obecnie technologie gwarantują wydajność na poziomie zaledwie 15-20% Zaprojektowane przez firmę Soitec przy współpracy z ośrodkami badawczymi The Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, CEA-Leti i Helmholtz Zentrum osiągnęło rekordową wydajność 46%. Wcześniejszy rekord wydajności ogniwa 44,7% CPV Soitec osiągnął zaledwie rok wcześniej. Badanie przeprowadzono na próbce ogniwa o wiel-kości jedynie 7 mm². Rekordowe wyniki sprawności możliwe są dzięki zastosowaniu ogniwa fotowol-taicznego z zastosowaniem soczewek Farsnela. Sprawność przemiany odnosi się do procentu widma słonecznego, która jest przekształcana w energię elektryczną - wydajność konwersji 44,7% oznacza, że 44,7% całkowitej energii słonecznej, łącznie z widma w podczerwieni i ultrafioletu, przekształcane jest w energię elektryczną. Co istotne firma Soitec prócz badań laboratoryjnych wprowadza nowe roz-wiązania na rynek. Uruchomiono min. produkcję modułów CPV składających się z ogniw o wydajności 31,8%. Jest to obecnie najbardziej efektywna technologia pozyskiwania energii słońca. Jej stosowanie jest wskazane w regionach o wysokim bezpośrednim stopniu nasłonecznienia. [Fraunhofer ISE, 2013]
Ilustracja II_1_12
Struktura baterii słonecznej - kombinacji ogniwa słonecz-nego ibaterii ładującej się przy użyciu powietrza i światła.
Zdjęcie zmikroskopu elektro-nowego prezentujące struk-turę rozwiązania. Fragment siatki tytanowej orozmiarach otworów ok. 200 mikrome-trów, przez które powietrze wpuszczane jest do baterii. Na prętach osadza się dwutlenek tytanu. [Yiying Wu, The Ohio State University]
II
7. Materiał pochłaniający 90% energii słonecznej
Nie wszystkie technologie konwersji energii słonecznej, wykorzystują ogniwa fotowoltaiczne. Część dużych elektrowni słonecznych wykorzystuje odmienną technologię. Concentrating Solar Power (CSP) to nowość na rynku energii odnawialnej. Elektrownie tego typu wytwarzają obecnie w elektrowniach na ca-łym świecie ok. 3,5 gigawatów warto mocy - ale wykorzystywana w nich technologia dopiero jest rozwija-na. [UC San Diego, 2014]. W elektrowni tego typu rzędy zwierciadeł, koncentrują światło słoneczne w
jed-Ilustracja II_1_13
Zdjęcie ogniwa słoneczne-go o rekordowej wydajności 44,7%. Składa się zczterech ogniw opartych o półprze-wodniki złożone. [Fraunhofer ISE]
Ilustracja II_1_14
Zdjęcie prezentujące struk-turę materiału. Multiskalowa struktura materiału od 10 nanometrów do 10 mikrome-trów zatrzymuje promienio-wanie słoneczne co pozwala na konwersję 90% jego energii w ciepło. [Renkun Chen, UC San Diego Jacobs School of Engineering]
II
nym punkcie centralnie ustawionej wierzy. Wytwarzane w ten sposób ciepło podgrzewa wodę zmieniając ją w parę. Jej ciśnienie napędza łopatki turbiny, generującej prąd elektryczny. Fragmenty wierzy na które pada skoncentrowane światło słoneczne mają powierzchnie pomalowane specjalną farbą zwiększającą absorpcję energii. Niestety ze względu na nieodzowne wysokie temperatury, powłoki takie ulegają czę-stemu uszkodzeniu, co generuje konieczność ich systematycznego odnawiania. Interdyscyplinarny zespół z University of California,opracował specjalny materiał pochłaniający, aż 90% promieniowanie słoneczne-go. Promieniowanie słoneczne jest w tym przypadku niemal w całości przekształcone na promieniowa-nie podczerowne - cieplne. Materiał składa się z krzemianów pokrytych warstwą boru. Jest odporny na temperatury do 700 C° a także warunki atmosferyczne. Zamierzeniem naukowców było opracowanie materiału, który nie pozwoli promieniom słonecznym odbijać się od jego powierzchni. Materiał ma „wielo-skalową” powierzchnię, którą tworzą cząstki o wielu rozmiarach od 10 nanometrów do 10 mikrometrów.
Ta specjalna struktura sprawia że materiał pochłania więcej promieniowania oraz nie pozwala mu wydo-stać się z jego struktury. Co istotne materiał ten jest stabilny w wysokich temperaturach.
8. Izolacje transparentne i aerożele
Przezroczysta izolacja termiczna o formie plastra miodu została opracowana w 1960 roku w celu zwięk-szenia wartości izolacji systemów przeszkleń z minimalną stratą transmisji światła. W ciągu ostatnich 25 lat, materiały przezroczyste używano do produkcji okien, ścian, dachów i wysokowydajnych kolek-torów słonecznych.Przezroczyste materiały izolacyjne pełnią funkcję podobną do izolacji nieprzeźro-czystych, ale mają zdolność do transmisji światła dziennego i energii słonecznej, co zmniejsza potrzebę sztucznego oświetlenia i ogrzewania. Właściwości termiczne i optyczne przezroczystych materiałów izolacyjnych, zależą od materiału jego struktury, grubości, jakości i jednorodności. Izolacja transparen-tna składa się zazwyczaj z kapilar szklanych, tworzywa sztucznego lub struktury o kształcie plastra miodu, umieszczonych między dwoma taflami szkła. System taki doskonale rozprasza światło, przy
Ilustracja II_1_15 Areożel krzemionkowy [fot.NASA/JPL-Caltech]
II
jednoczesnej redukcji odblasków i cieni. Produkty handlowe tego typu wykazują się niskimi
jednoczesnej redukcji odblasków i cieni. Produkty handlowe tego typu wykazują się niskimi