Những tấm pin năng lượng không cần tới ánh nắng mặt trời vẫn có thể trở thành năng lượng tái tạo và được lắp đặt như những cánh cửa sổ hoặc tường, đặc biệt được làm từ chất thải cây trồng, đã mở ra một hướng đi mới cho thiết kế mang tính bền vững.
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, nhiên liệu hóa thạch tiếp tục chiếm hơn 81% sản lượng năng lượng toàn cầu và nếu chúng ta tiếp tục sử dụng nhiên liệu hóa thạch này với tốc độ như hiện tại, chỉ sau 40 năm nữa, nguồn cung cấp khí đốt và dầu sẽ cạn kiệt hoàn toàn.
Để sẵn sàng cho sự thay đổi, cần tập trung vào các giải pháp thay thế có thể tái tạo hiệu quả và dễ tiếp cận như chấm lượng tử. Một trong số đó là thiết kế cửa sổ được tạo ra từ chất thải cây trồng, hoạt động như một tấm pin năng lượng – Hệ thống AuREUS (viết tắt của Aurora Renewable Energy and UV Sequestration). Thiết kế này đã giành Giải thưởng James Dyson trong hạng mục Bền vững.
AuREUS được thiết kế bởi Carvey Ehren Maigue, sinh viên ngành kỹ thuật điện thuộc Đại học Mapua, sử dụng công nghệ được tạo ra từ chất thải cây trồng, hấp thụ tia UV từ ánh sáng mặt trời để chuyển thành điện tái tạo sạch. Những tấm pin này có thể được chế tạo thành cửa sổ hoặc tường để thu năng lượng mặt trời và chuyển thành điện năng.
Hệ thống được lấy cảm hứng từ hiện tượng cực quang, một quá trình tự nhiên độc đáo xảy ra khi các hạt phát quang trong bầu khí quyển trên cao hấp thụ năng lượng từ bức xạ tia cực tím và gamma, phát ra dưới dạng ánh sáng có thể nhìn thấy. Các tấm pin AuREUS cũng thiết kế dựa trên nguyên lý này bằng cách nhúng các hạt phát quang tương tự vào nhựa để khi ánh sáng mặt trời chiếu vào có thể hấp thụ tia UV và tạo ra ánh sáng nhìn thấy. Sau đó, ánh sáng được hướng tới các cạnh của bảng điều khiển, nơi các tế bào quang điện thông thường thu năng lượng để biến thành điện năng.
Hệ thống AuREUS đã phá bỏ rào cản khi sử dụng những tấm pin năng lượng thông thường. Ví dụ những tấm pin năng lượng mặt trời chỉ có thể thu nhận và chuyển đổi ánh sáng nhìn thấy năng lượng tái tạo và phải hướng thẳng về phía mặt trời. Ngay cả các trang trại năng lượng mặt trời cũng cần xây dựng theo chiều ngang, chiếm không gian có thể sử dụng để trồng trọt. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng AuREUS, nó loại bỏ các yếu tố nhất định cần phải có để khai thác năng lượng mặt trời, trở thành giải pháp hiệu quả và phù hợp hơn với nhiều không gian khác nhau.
“Là một nông dân, tôi nhìn thấy tiềm năng to lớn ở công nghệ này để tạo ra năng lượng tái tạo sạch. Công nghệ Hệ thống AuREUS bảo tồn không gian bằng cách sử dụng các cấu trúc sẵn có, sử dụng các nguồn tài nguyên và chất thải hiện tại đồng thời hỗ trợ cộng đồng nông nghiệp địa phương”, James Dyson chia sẻ. Bằng cách thu thập bức xạ UV, AuREUS mở ra cánh cổng để tăng tiềm năng của năng lượng mặt trời bởi những pin mặt trời thông thường bỏ sót phần đó của quang phổ.
Ngoài việc giảm chi phí, giảm thiểu tình trạng biến đổi khí hậu và hỗ trợ cộng đồng nông nghiệp địa phương, các tấm pin này cũng sẽ làm giảm mức độ phơi nhiễm của người dân với bức xạ có thể gây ra các bệnh nghiêm trọng, đồng thời còn giúp giảm lượng khí thải carbon đô thị với kiến trúc bền vững.
“Tôi muốn tạo ra một dạng năng lượng tái tạo tốt hơn, sử dụng tài nguyên thiên nhiên, gần gũi với cuộc sống con người, tạo ra những hướng đi có thể đạt được và hướng tới tương lai bền vững và tái tạo”, tác giả thiết kế Maigue cho biết.
Nguyên mẫu của thiết kế là tấm kính dài 90x60cm được lắp đặt trên cửa sổ căn hộ của Maigue với màu vàng chanh trong suốt có thể tạo ra đủ công suất để sạc hai điện thoại mỗi ngày. Ngoài ra, thiết kế này hoàn toàn có thể mở rộng theo nhiều hình dạng dành cho những bức tường hoặc trên mọi cấu hình để không bị giảm hiệu quả.
Biên dịch | Vũ Hương (Nguồn: yankodesign)
XEM THÊM:
- Nguồn năng lượng sạch khổng lồ trên biển Việt Nam
- Thiếc selenua – vật liệu mới biến nhiệt thải thành năng lượng điện
- Bê tông từ cây gai dầu: Từ những cây cầu La Mã cho tới vật liệu khả dĩ trong tương lai