em março de 2023, CNBM (Chengdu) Materiais Optoeletrônicos Co., Ltd. recebeu o Prêmio da Indústria da China por conquistas excepcionais em inovação independente de uma tecnologia de geração de energia. Essa tecnologia tem a capacidade de transformar um pedaço de vidro isolante comum em um material condutor, gerando eletricidade. Esta inovação pioneira abre um novo caminho para o desenvolvimento de energia verde, permitindo a geração de energia a partir da luz solar. Hoy, deixe o ZMS levá-lo em uma jornada para explorar o maravilhoso mundo do vidro gerador de energia.
Tabela de conteúdos
– Como o vidro gera eletricidade?
– Aplicação em larga escala de vidro gerador de energia
– O vidro gerador de energia pode ser usado em residências?
– Novo potencial na indústria fotovoltaica
– Vantagens Ambientais do Vidro Gerador de Energia
– Futuro do vidro gerador de energia
Como o vidro gera eletricidade?
A capacidade do vidro de gerar eletricidade depende principalmente de uma camada de filme fotovoltaico de telureto de cádmio (CdTe) a partir de 4 micrômetros de espessura colocados no centro. O CdTe é considerado um dos materiais com maior eficiência teórica de conversão. Você pode conseguir mais do que 90% absorção de luz visível com 1 µm o CdTe.
Porém, A eficiência de conversão fotoelétrica das células solares de CdTe em laboratório era muito baixa e não houve progresso significativo durante uma década, o que levou a indústria a acreditar que o material não tinha potencial.
Não obstante, Pan Jingong, o gerente geral da CNBM, acreditava que esta pesquisa tinha valor científico significativo. Depois de anos de pesquisa dedicada, sua equipe superou com sucesso uma série de desafios, incluindo purificação de telúrio de alta eficiência, a preparação de ligas semicondutoras de CdTe, produção em larga escala de vidro gerador de energia, tecnologia de revestimento dinâmico e desenvolvimento completo de equipamentos.
Depois 8 anos de trabalho duro, sua equipe desenvolveu com sucesso vidro gerador de energia com filme fotovoltaico de CdTe e aumentou sua eficiência de conversão fotoelétrica do 8,72% inicial para 20,24% no laboratório e 16,18% na linha de produção.
Além do mais, a adição de CdTe melhora significativamente a resistência do vidro. E o CdTe tem uma estrutura cristalina altamente estável, que pode ser encapsulado com segurança em vidro gerador de energia por muitos anos.
Em agosto 2017, A CNBM produziu com sucesso o primeiro vidro gerador de energia CdTe de grande área do mundo (1,92 metros quadrados). Só naquele ano, O projeto liderado por Pan Jingong recebeu encomendas no valor de 170 milhão de yuans.
Eficiência na geração de energia
É relatado que um pedaço de vidro gerador de energia de aproximadamente 2 metros quadrados podem gerar 270 kWh por ano, o que é suficiente para atender a demanda anual de eletricidade de uma família com apenas dois ou três pedaços de vidro.
Aplicação em larga escala de vidro gerador de energia
O desenvolvimento de vidro fino com propriedades fotovoltaicas de CdTe obteve 34 patentes. Seus produtos têm sido amplamente utilizados em edifícios públicos, como edifícios governamentais, escolas, hospitais, bem como em paredes cortinas de edifícios comerciais e fábricas.
Na atualidade, Vidro gerador de energia em grande escala foi instalado no Aeroporto Internacional de Chengdu Shuangliu e no Chengdu Smart City Center. Somente a capacidade instalada no Chengdu Smart City Center atingiu 240 kW.
Na construção dos Jogos Olímpicos de Inverno de Pequim em 2022, O vidro gerador de energia CdTe também foi aplicado no Pavilhão Nacional de Patinação de Velocidade e no projeto integrado de construção de edifícios (BIPV) das instalações dos Jogos Olímpicos de Inverno de Zhangjiakou.
Eficiência atual de geração de energia
A fábrica do Parque Industrial Elétrico Chuan Kai, no distrito de Shuangliu, Chengdu, Está equipado com vidro de geração de energia. Todo o telhado da fábrica é projetado em ziguezague e onda, e o vidro de geração de energia é usado para construir os três telhados voltados para o sul.
Com base em dados do sistema inteligente de gestão de energia, O vidro de geração de energia começa a gerar eletricidade em 6:40 sou. e continua gerando eletricidade até 7:30 tarde. Mesmo em condições de pouca luz solar de manhã e à noite, ainda pode gerar uma pequena quantidade de eletricidade.
Segun Liu Shixu, decano del Instituto de Investigación de Energía Inteligente de Chuan Kai Electric Co., Ltd., el parque ha instalado 6.880 piezas de vidrio de generación de energía de 1,6 metros de largo y 1,2 metros de ancho. La superficie total de estos vidrios es de aproximadamente 15.000 metros quadrados, y la generación de energía máxima alcanza los 5.555 kWh.
Cuando el parque funciona normalmente, el consumo diario de energía es de aproximadamente 20.000 uma 30.000 kWh. Y la generación diaria de energía del vidrio de generación de energía representa el 20% del consumo de electricidad del parque. Según los cálculos, el vidrio de generación de energía en el parque puede generar 1,4 milhões de kWh de eletricidade por ano, y puede ahorrar alrededor de 800.000 yuanes en facturas de electricidad anualmente según el precio actual de la electricidad.
Costes y Beneficios
Se estima que la vida útil del vidrio de generación de energía es de 30 anos, y el costo puede recuperarse en los primeros 6 años a través de la generación de energía. En los siguientes 24 anos, no solo se puede usar electricidad de forma gratuita, sino que también se puede generar ganancias con la promoción de la conexión a la red de generación de energía fotovoltaica.
O vidro gerador de energia pode ser usado em residências?
Con el rápido desarrollo de la energía fotovoltaica, la integración de la fotovoltaica en edificios (BIPV) se ha convertido en un campo muy esperado. En el ámbito doméstico, Tesla ha lanzado el producto Powerwall, que carga vehículos eléctricos a través de un sistema solar en la azotea. então, ¿se puede utilizar vidrio generador de energía en hogares?
preço
Desde la situación actual, las condiciones para el uso doméstico del vidrio generador de energía ya están en su lugar, pero el costo es un factor que debe ser considerado. Según Pan Jingong, el vidrio generador de energía de la compañía cuesta alrededor de 1,000 yuanes por metro cuadrado. Un hogar promedio típicamente requiere alrededor de 5 metros quadrados, lo que significa que se tardaría alrededor de 8-10 años en recuperar la inversión.
Porém, a medida que la industria de células solares de película delgada CdTe se expande y la tecnología de producción sigue mejorando, el potencial de reducción de costos de los componentes CdTe es mucho mayor que el de los componentes de silicio cristalino.
Segurança
De fato, además del costo, hay muchos otros factores a considerar. Hay muchas regulaciones y estándares para la construcción de edificios, pero la construcción fotovoltaica sigue siendo un campo relativamente nuevo. Problemas como la seguridad eléctrica, el diseño del cableado eléctrico, el mantenimiento y la inspección requieren investigación y desarrollo continuos.
Novo potencial na indústria fotovoltaica
Según informes, la industria fotovoltaica se divide principalmente en dos campos tecnológicos: células solares de silicio cristalino y células solares de película delgada. El vidrio solar de película delgada de telururo de cadmio es un tipo de célula solar de película delgada que se utiliza ampliamente en la industria.
En comparación con otros tipos de células solares, el vidrio solar de película delgada de CdTe tiene un menor costo de fabricación y una mayor eficiencia de conversión que el silicio cristalino, el arseniuro de galio y otras células solares.
En contraste con la necesidad de sitios de construcción a gran escala para painéis solares fotovoltaicos, el vidrio solar puede ser utilizado de manera más amplia en las ciudades.
Além do mais, los módulos solares de película delgada de CdTe tienen un buen efecto de luz débil. Pueden generar electricidad en entornos de luz débil como en la mañana, tarde, días nublados y lluviosos. Portanto, este tipo de vidrio solar también es adecuado para áreas con pocas horas de iluminación.
Vantagens Ambientais do Vidro Gerador de Energia
El vidrio generador de energía tiene una baja reflectividad y no causa contaminación lumínica. Se puede utilizar no solo en plantas de energía solar a gran escala, sino también como reemplazo de materiales de construcción tradicionales en varios edificios, proporcionando energía limpia del sol.
Según Pan Jingong, su telururo de cadmio se extrae de residuos y es un material sostenible. Solo se necesitan 20 gramos de telururo de cadmio para producir un metro cuadrado de vidrio generador de energía, que puede generar un promedio de 270 kWh por año durante al menos 50 anos. Além do mais, por cada kilovatio-hora producido, solo se emiten 11 gramos de dióxido de carbono.
Atualmente, la capacidad de producción anual de vidrio generador de energía CdTe en CNBM es de alrededor de 100 megawatts. Se estima que estos vidrios pueden generar 113.77 millones de kWh de electricidad por año, ahorrando 39,138 toneladas de carbón estándar y reduciendo las emisiones de dióxido de carbono en 118,967 toneladas por año.
Si el vidrio generador de energía se utiliza ampliamente, podría reducir significativamente nuestra dependencia de otros recursos no renovables, logrando el objetivo de protección del medio ambiente y reducción de carbono. Esto podría ser un paso sólido para la humanidad en el campo de la energía renovable.
Futuro do vidro gerador de energia
El futuro del vidrio generador de energía parece prometedor, ya que no solo puede usarse en la integración de la fotovoltaica en edificios (BIPV), sino también en aplicaciones más innovadoras. Debido a su alta capacidad de carga, el vidrio generador de energía se puede colocar directamente sobre la superficie de las carreteras. Una vez que se integre con tecnología de carga móvil para vehículos eléctricos, se podrá habilitar la carga a través de las carreteras.
Atualmente, las líneas de producción de vidrio generador de energía CdTe se han puesto en funcionamiento comercial a gran escala. Como una importante fuerza emergente en la generación de energía fotovoltaica, el mercado del vidrio generador de energía CdTe enfrenta tremendas oportunidades de desarrollo.
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