Serie publikacji na temat wzrostów zainstalowanych mocy z elektrowni słonecznych w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym zdążyły już przyzwyczaić bacznych obserwatorów rynku fotowoltaiki do istnienia stabilnego trendu zainteresowania tą technologią. Doświadczenia związane z kondycją sektora w czasach pandemii potwierdziły jedynie słuszność optymizmu, którym jest darzona branża. Dowodem są między innymi notowania giełdowe największych spółek dostarczających kompletne rozwiązania fotowoltaiczne. Nieustanny wzrost rynku, stabilizacja cen modułów, rosnące zaufanie do technologii – czy istnieje coś czym fotowoltaika może jeszcze zaskoczyć?
Odpowiedź brzmi TAK. Nowatorskim rozwiązaniem jakim są szyby produkujące energię ze Słońca. Zostaliśmy już przyzwyczajeni, że największe znaczenie mają najmniejsze szczegóły. W tym przypadku takim szczegółem są kropki kwantowe, czyli półprzewodniki o rozmiarze od kilku do kilkudziesięciu nanometrów. Z powodzeniem przetwarzają on energię promieniowania elektromagnetycznego pochodzącego ze Słońca na energię elektryczną. Zanim jednak przejdziemy do opisu sposobu działania tej technologii, warto pochylić się nad genezą powstania takiej koncepcji.
O ile w Polsce stawiamy dopiero pierwsze kroki w produkcji szyb fotowoltaicznych z wykorzystaniem kwantowych półprzewodników o tyle w Stanach Zjednoczonych technologia ta z powodzeniem zdobywa rynek. Pierwsza formuła szyb EnergyGlass™ zaprezentowanych przez znanego producenta szyb balistycznych - SAF-Glas miała swoją premierę już w 2008 roku. Obecnie amerykański dostawca realizuje komercyjne projekty dla wielu wieżowców z fotowoltaiczną fasadą. Wśród realizacji znalazł się między innymi Willis Tower w Chicago – najwyższy drapacz chmur w Ameryce Północnej.
Technologia EnergyGlass™ pochłania energię szkodliwego promieniowania ultrafioletowego oraz promieniowania podczerwonego. Szyby te nie stanowią jednak znaczącej bariery dla światła widzialnego przez co są w pełni wizualnie transparentne. Atut ten otwiera zupełnie nowe możliwości na wykorzystanie powierzchni wcześniej niedostępnych dla fotowoltaiki. Unikalną cechą EnergyGlass™ jest elastyczne dostosowanie kształtów oraz rozmiarów szyby indywidualnie do potrzeb klienta. Dzięki wkomponowaniu szyb w bryłę budynku zyskuje się również podwyższoną estetykę w porównaniu do konwencjonalnych modułów. Kolejna zaleta dotyczy braku degradacji kropek kwantowych, co jest zjawiskiem naturalnym dla standardowych ogniw krzemowych. Ponadto nanometryczne półprzewodniki pracują z niezmienną wydajnością niezależnie od kąta padania promieniowania słonecznego, co czyni je idealnym rozwiązaniem dla pionowych fasad.
Rys historyczny producenta z Florydy wskazuje na wysoki poziom zaawansowania technologii. Obecnie w fabryce w Riviera Beach na Florydzie produkowana jest 8. generacja szyb kwantowych. Wydajność energetyczna deklarowana przez tego producenta dochodzi nawet do 44 W/m2. Odbywa się to dzięki zdolności do absorpcji światła rozproszonego oraz sztucznego. Interesującym jest fakt, iż szyby amerykańskiego producenta cechują się odpornością na wybuchy bombowe potwierdzone między innymi przez United States Department of the Army.
Nie da się ukryć, że dynamice w rozwoju kwantowej rewolucji w Europie mogą przysłużyć się unijne wytyczne. Wprowadzona w styczniu 2019 roku dyrektywa o niemal zero-energetycznych budynkach zakłada znaczną redukcję zapotrzebowania na energię pierwotną tych obiektów wraz z wzrostem jej wytwarzania w źródłach odnawialnych. Przeszklone fasady będące dotychczas jedynie elementem architektonicznym mogą już dziś stać się źródłem energii odpowiadającym na nowe wymogi UE.
Fala optymizmu napływa zza oceanu, gdzie liczba zawieranych kontraktów jasno wskazuje opłacalność tej technologii. Według uzyskanych informacji, instalacja fotowoltaicznej fasady w wieżowcach na terenie USA jest tańsza od fasady wykonanej ze standardowych szyb. Dzieje się to za sprawą obowiązujących w Stanach systemów dofinansowań inwestycji w odnawialne źródła energii. Obecnie w UE również trwają prace nad budżetem przeznaczonym na transformację energetyczną, który może przysłużyć się jeszcze szybszemu wzrostowi zainteresowania zintegrowaną fotowoltaiką.
Czekamy zatem z niecierpliwością na pierwsze inwestycje tego typu w Polsce. W centrach największych miast codziennie mamy okazję obserwować piętrzące się szklane giganty. Dziesiątki tysięcy metrów kwadratowych szkła można już dziś zastąpić wertykalnymi farmami fotowoltaicznymi. Z pewnością pozwoli nam to ograniczyć zużycie surowców nieodnawialnych do produkcji energii elektrycznej, co przełoży się na widoczny mniejszy wpływ na naturalne środowisko i atmosferę.