اختصاصی بسپار/ تحولی در انرژی خورشیدی با صفحه‌های ترانما برای آینده‌ی صنعت پلیمر و ساختمان‌سازی
گروه ترجمه و تولید محتوا بسپار/ایران پلیمر پژوهشگران و شرکت‌های پیشرو در سراسر جهان، با توسعه‌ی صفحه‌های خورشیدی ترانما (Transparent Solar Panels) در آستانه‌ی گشودن فصل تازه‌ای در صنعت انرژی‌های تجدیدپذیر هستند؛ فناوری‌ای که می‌تواند نه‌تنها معماری شهری و زیست‌پایداری را متحول سازد، بلکه فرصت‌های جدیدی برای صنعت بسپار و زیرشاخه‌های آن مانند پوش‌رنگ، الیاف و چندسازه ایجاد کند.
نوآوری صفحه‌های ترانما: از ایده تا واقعیت
ایده‌ی صفحه‌های خورشیدی ترانما نخستین‌بار در سال ۲۰۱۴ توسط پژوهشگران دانشگاه Michigan State University مطرح شد. این صفحه‌ها با بهره‌گیری از سامانه‌ی متمرکزکننده‌ی خورشیدی ترانما یا TLSC (Transparent Luminescent Solar Concentrator) قادرند بدون سد کردن نور مرئی، بخش‌های نامرئی طیف خورشید یعنی نور فرابنفش (UV) و فروسرخ (IR) را جذب کرده و به برق تبدیل کنند. ماده‌ی فعال در این صفحه‌ها، نمک‌های آلی ویژه‌ای هستند که ضمن حفظ ترانمایی، انرژی خورشیدی را ذخیره و منتقل می‌کنند.
با عبور از فاز آزمایشگاهی، هم‌اکنون شرکت‌هایی مانند Ubiquitous Energy، Physee و Brite Solar به تولید صنعتی این صفحه‌ها نزدیک شده‌اند. فناوری ClearView Power متعلق به Ubiquitous Energy با همکاری NSG Group توانسته به بازده تبدیل انرژی ۹٫۸ درصد دست یابد و در عین حال مانع از ورود گرمای خورشیدی به ساختمان‌ها شود؛ که موضوعی کلیدی برای بهینه‌سازی مصرف انرژی است.
فرصت‌های فناورانه برای صنعت بسپار
ورود صفحه‌های ترانما به بازار، نه‌تنها به معنای تحول در معماری و ساخت‌وساز است، بلکه صنعت بسپار را نیز وارد عصر تازه‌ای از نوآوری می‌کند. تولید بسترهای سبک، ترانما و بادوام برای جایگزینی شیشه‌های سنتی نیازمند به‌کارگیری بسپارهای پیشرفته، زیست‌بسپارها و لاستیک‌هاست.
در این میان، شرکت‌هایی که در زمینه‌ی تولید فیلم‌های بسپاری با خاصیت ترانمایی، مقاومت UV و سازگاری زیست‌محیطی فعالیت می‌کنند، با موجی از تقاضا در حوزه‌ی ساختمان‌سازی، خودرو و الکترونیک روبه‌رو خواهند شد. همچنین فناوری‌های رانشگری برای تولید ورق‌های بزرگ ترانما، پوش‌رنگ‌های نانویی برای جداسازی طیف خورشیدی و گرماشکل‌دهی برای فرم‌دهی دقیق صفحه‌ها، به‌سرعت مورد توجه قرار می‌گیرند.
جایگاه صفحه‌های ترانما در راهبرد انرژی آینده
بر اساس تحلیل‌های دکتر Richard Lunt از دانشگاه MSU، در ایالات متحده حدود ۵ تا ۷ میلیارد مترمربع سطح شیشه‌ای وجود دارد. اگر تنها بخشی از این سطوح به صفحه‌های ترانما مجهز شوند، حدود ۴۰ درصد از نیاز سالانه‌ی انرژی آمریکا تامین خواهد شد. این میزان تقریبا با پتانسیل صفحه‌های سنتی سقفی برابری می‌کند. در کنار به‌کارگیری سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی و راهکارهای مکمل، این دو فناوری می‌توانند به تحقق رویای ساختمان‌های «صفر انرژی» کمک کنند.
در همین راستا، شرکت اروپایی Physee با معرفی محصول PowerWindow، نخستین نمونه‌ی عملیاتی از صفحه‌های خورشیدی ترانما را در نمای یکی از بانک‌های هلند نصب کرده است. این صفحه‌ها انرژی را از لبه‌های پنجره جذب می‌کنند و در قالب سامانه‌ی SmartSkin، علاوه بر تولید برق، قابلیت تنظیم خودکار نور و دما را نیز ارائه می‌دهند.
تنوع فناوری‌ها و رویکردهای طراحی
صفحه‌های ترانما در دو گروه اصلی توسعه یافته‌اند: صفحه‌های نیمه‌ترانما و تمام‌ترانما. نمونه‌ی نیمه‌ترانما که توسط شرکت Heliatek GmbH ساخته شده، قادر است تا ۶۰ درصد از نور خورشید را جذب کرده و با بازدهی ۷٫۲ درصد تولید انرژی کند. در مقابل، نمونه‌های تمام‌ترانما مانند فناوری MSU، بازدهی پیش‌بینی‌شده ۱۰ درصد دارند.
در کنار پنجره‌ها، فناوری نوآورانه‌ی Solar Blinds نیز مورد توجه قرار گرفته است. شرکت SolarGaps با طراحی کرکره‌هایی مجهز به صفحه‌های خورشیدی، مدعی شده است که این محصول می‌تواند تا ۷۰ درصد در مصرف انرژی صرفه‌جویی کند. برای هر ۰٫۹۳ مترمربع از فضای پنجره، این کرکره‌ها تا ۱۰۰ وات برق تولید می‌کنند و با استفاده از نرافزارتلفن همراه، زاویه‌ی بهینه‌ی تابش خود را نیز تنظیم می‌کنند.
نگاهی راهبردی به آینده صفحه‌های ترانما
افزایش نگرانی‌ها درباره ریزپلاستیک‌ها و آلودگی محیط‌زیست، از یک‌سو نیاز به زیست‌پایداری را پررنگ کرده و از سوی دیگر، توجه صنایع بسپار را به نوآوری‌های سبز سوق داده است. صفحه‌های خورشیدی ترانما، با ترکیب مهندسی بسپار، نانوفناوری و فوتوالکتریک، یکی از پیشروترین مسیرهای آینده‌ی این صنعت به‌شمار می‌روند.
افزون بر این، ادغام این فناوری در صنایع دیگر از جمله خودروسازی (برای استفاده در سقف ترانمای خودروها)، وسایل الکترونیکی همراه (مانند موبایل و تبلت)، و تجهیزات پزشکی (به‌ویژه در طراحی کاشتینه [Implant])، افق‌هایی نو برای کارآفرینی و سرمایه‌گذاری علمی باز می‌کند.
بدون تردید، آینده انرژی در ساختمان‌های شیشه‌ای، بیش از آنکه بازتاب نور خورشید باشد، منشأیی از انرژی پاک و هوشمند خواهد بود.
