National Renewable Energy Laboratory, (NREL), telah menunjukkan sebuah prototipe dari smart window yang bertenaga surya. Jendela pintar ini dapat menurunkan suhu ruangan dengan bergeser dari transparan menjadi buram jika terpapar oleh sinar matahari yang kuat. Saat perubahan dari transparan ke buram terjadi, prototip surya memulai produksi listriknya.
Prototipe yang diuji mencapai efisiensi hingga 11,3%. Sel surya tersebut didasarkan pada bahan favorit perovskite.
Salah satu fitur smart window yang potensial adalah penggelapan jendela untuk meminimalkan panas yang masuk ke dalam struktur. Pemanasan, pendinginan, dan ventilasi struktur secara komersial mencapai 80% dari biaya energinya.
Di Amerika Serikat, hingga 80% unit hunian dan 50% unit komersial, menggunakan semacam kaca ‘Low-E’ (emisi panas rendah). Dalam perangkat keras khusus ini, proses penggelapan yang cerdas mulai menghasilkan keajaiban listrik saat kaca menjadi sel surya melalui reaksi kimia yang didorong panas.
Reaksi kimia yang dijelaskan:
“Setelah diterangi, pemanasan photothermal merubah lapisan penyerap – terdiri dari halida logam perovskite-methylamine kompleks – dari keadaan transparan (68% transmitansi terlihat) ke keadaan warna yang menyerap dan fotovoltaik (kurang dari 3% transmitansi terlihat) karena disosiasi metilamin . Setelah pendinginan, kompleks metilamin terbentuk kembali, mengembalikan lapisan penyerap ke keadaan transparan dimana perangkat berfungsi sebagai jendela untuk cahaya tampak.”
Makalah tersebut, di bagian berjudul ‘Mekanisme degradasi perangkat yang dapat dialihkan’, memecah pengamatan masalah kimia yang menyebabkan degradasi yang terlihat pada gambar di atas. Jendela pintar yang ada bekerja selama 50.000 siklus. Sebuah panel surya standar diperkirakan berada di atas efisiensi 80% untuk siklus 9,125 hari penuh (25 tahun).
Prototipe ‘juara’ mencapai efisiensi 11,3% – sementara rata-rata lima unit adalah 10,3%.
Baru-baru ini, sebuah kelompok mengeluarkan sebuah analisis yang menunjukkan bahwa 40% listrik AS dapat disuplai melalui jendela struktur. Model mereka memproyeksikan bahwa kaca 5 sampai 7 juta kaki persegi memerlukan efisiensi 5% untuk mencapai angka tersebut.
Ada serangkaian dinamika bahan kaca surya. Kita sangat menginginkan sinar matahari ekstra di dalam struktur untuk membantu kesehatan mental kita, tapi kita juga ingin memanfaatkan sinar matahari dan mengubahnya menjadi listrik. Dan tentu saja, kita ingin struktur kita lebih hemat energi – dan terkadang sedikit kurang terang, sehingga kita mulai mencoba mengembangkan jumlah sinar matahari yang masuk melalui jendela untuk memanaskan struktur.
Saya bertanya-tanya apakah sebuah produk bisa direkayasa yang memungkinkan kita memilih ‘buram’ dari jendela kita – jadi kita bisa memilih apa yang memenuhi preferensi pribadi. Namun, jika pemilik bangunan menginvestasikan sejumlah uang yang sehat di jendela baru khusus untuk mendapatkan listrik tenaga surya – mereka mungkin tidak menghargai kenyamanan Anda melebihi tagihan listrik.
Salah satu tantangan untuk mendapatkan 80% listrik yang berasal dari jendela surya yang cerdas adalah bahwa dibutuhkan waktu lama bagi kita untuk menggeser volume bangunan yang besar. Ini adalah jumlah yang cukup untuk dijadikan berita utama dan menarik perhatian Anda, namun tampaknya pertumbuhan yang nyata di bidang ini kemungkinan besar terjadi karena persediaan bangunan di negara tersebut ditingkatkan versinya. Namun, jika tingkat efisiensi terus dapat dinaikkan – mungkin akan ada saat ketika listrik yang dihasilkan cukup untuk menutupi biaya upgrade
