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Ein Fenster, das Strom und Wärmeenergie produziert

24.06.2022

Wissenschaftler der Hong Kong University of Science and Technology haben ein Dualband-Fenster zur selektiven Solarenergiegewinnung (SSH) entwickelt, das auf transparenten Photovoltaikzellen (TPV) und transparenten Solarabsorbern (TSA) basiert. TSAs werden verwendet, um ultraviolettes (UV) oder nahes Infrarotlicht (NIR) in thermische Energie umzuwandeln.

Die gesammelte Wärmeenergie wird durch ventilierte Luft entzogen, um in der kalten Jahreszeit für Raumheizung zu sorgen oder die Kühlung der Räumlichkeiten in der Wärme zu entlasten. Das SSH-Fenster hat eine scheinbare Durchlässigkeit von 42 %, einen Solarumwandlungswirkungsgrad von 0,75 % und einen Solarumwandlungswirkungsgrad von 24 % bei einer 10°C-Erhöhung der Ventilationslufttemperatur.

Als äußeres Fenster verwendete das Forschungsteam einen lumineszierenden Solarkonzentrator (TPV) auf Basis von Quantenpunkten (QDs) aus Kupfer, Indium und Zinksulfid (CuInS2/ZnS). Es ist in der Lage, ultraviolettes Licht zu sammeln und es an undurchsichtige Photovoltaikgeräte zu übertragen, die sich am Rand eines transparenten Substrats befinden, um Strom zu erzeugen. TSA wurde verwendet, um die Innenseite des Fensters herzustellen, wo Wärme erzeugt und gesammelt wird.

Die Wissenschaftler stellten einen 30 x 30 x 2,4 cm großen Prototyp her, indem sie TPV-Elemente mit TSA auf der Innenseite zusammensetzten. Sie behaupten, dass das Gerät eine signifikante sichtbare Durchlässigkeit aufwies und 6 Watt pro Quadratmeter und eine Wärmeleistung von etwa 150 Watt pro Quadratmeter erzeugen konnte.

Die Wärmeleistung ist 25-mal höher als der erzeugte Strom, was bedeutet, dass die Wärmegewinnung für gebäudeintegrierte Solar Energy Harvesting-Fenster von größter Bedeutung ist. Beim Sammeln von thermischer Energie durch Lüftung wird der Gesamtnutzwirkungsgrad unter typischen Betriebsbedingungen für die Raumheizung in Gebäuden auf mehr als 30 % geschätzt.

Ein SSH-Fenster kann im Vergleich zu herkömmlichem Glas bis zu 61,5 % des jährlichen Energieverbrauchs für Heizung, Lüftung und Klimatisierung (HLK) einsparen und zusätzlich bis zu 19,1 % Strom pro Jahr einsparen.

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

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Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Kompakter H-Brücken-IC für Niederspannungsantriebe 24.05.2016

Toshiba Electronics Europe hat ein neues Produkt in seiner H-Brücken (H-förmigen) Treiber-IC-Serie für bürstenbehaftete DC-Motoren und Schrittmotoren eingeführt. TC78H620FNG eignet sich für batteriebetriebene Mobilgeräte wie Ventilatoren und kleine Drucker sowie Haushaltsgeräte.

Der neue IC verwendet eine Vier-Port-Schnittstellensteuerungsmethode mit Phasen- und Aktivierungssignalen. Für die Steuerung sind nur drei Ports erforderlich, im Gegensatz zu früheren Geräten, bei denen alle vier Ports erforderlich waren, um eine vollständige Schrittmotorsteuerung zu implementieren. Dadurch wird es möglich, das Problem des Fehlens einer ausreichenden Anzahl von Mikrocontroller-Steuerports zu lösen, erklärte das Unternehmen.

Der TC78H620FNG-Treiber ist mit Niederspannungsantrieben kompatibel (Motorantrieb: 2,5 V und höher, Logiksteuerung: 2,7 V und höher), sodass er in mobilen Geräten verwendet werden kann, die von einem 3,7-V-Li-Ionen-Akkuantrieb gespeist werden. Dies ist möglich Steuerung von zwei DC-Kommutatormotoren oder einem Schrittmotor. Die maximale Standby-Stromaufnahme von 1 µA trägt zur Reduzierung des Stromverbrauchs bei.

Der neue Treiber von Toshiba kommt in einem kompakten SSOP16-Gehäuse, das eine kleinere Stellfläche benötigt und die Größe und Kosten der Leiterplatte reduziert, so das Unternehmen. Zu den integrierten Motorschutz- und Sicherheitsfunktionen gehören Überstromerkennung, thermische Abschaltung und Niederspannungssperre. Darüber hinaus bietet der Durchgangsstromschutz eine Motorsteuerung, ohne dass beim Ein- und Ausschalten der Ausgänge Totzeiten berücksichtigt werden müssen.

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