Солнечные батареи на одежде – будущее наступило

Солнечные батареи на одежде фото
Солнечные батареи на одежде – будущее наступило

Уже с начала 2000-х годов, по мере совершенствования микрокомпьютерной и оптоволоконной техники, дизайнеры всего мира начали создавать «умную» одежду (английский термин – Tech-wear). Тонкие нити, вплетенные в материал, позволяли обеспечить подогрев, датчики сообщали данные о кровяном давлении, специальные материалы отталкивали воду и грязь, но энергию устройствам приходилось получать от сменных батареек. Ситуацию изменили миниатюрные солнечные батареи, одежда с включением которых перестала зависеть от внешнего, периодически требующего замены, источника питания.

Куртки с солнечными батареями

Первыми предметами гардероба, снабженными фотоэлектрическими пластинами, стали куртки. За счет большой плотности материала и наличия карманов, они позволяли не только нашить несколько тонкопленочных гибких пластин на спину, плечи и/или грудь, но и встроить в один из скрытых карманов аккумулятор.

Из наиболее ранних моделей, где были применены солнечные батареи на одежде, известны:

  1. Куртка «Bomber» производства «Opening Ceremony» & «Mophie» (США), 2012 год. Цвет – золотисто-черный. Панели – на спине, несъемные, 2 штуки. Опции – специальный карман с выведенными на аккумулятор проводами и разъемами для подключения iPhone и устройств на базе ОС Android. Партия – 100 единиц.
  2. Всепогодный универсальный трансформер куртка/жилет «Solar-Powered» от «SCOTTeVEST» (США), 2013 год. Тип батарей – тонкопленочные, гибкие, съемные, 4 штуки на спине. Опции – 42 кармана, встроенная АКБ размером 2 х 6 х 120 см с USB-выходами под любые типы устройств, имеющий подобный разъем – плейеры, смартфоны, фотоаппараты, планшеты и т.д. Партия – 250 единиц.
  3. Мужские и женские модели «Solar Powered Jacket» от американского «Tommy Hilfiger», 2014 год. Тонкие, легкие, гибкие, влагоустойчивые солнечные батареи для одежды – от фирмы «Pvilion», 7 штук. Соединительные провода – в подкладке. АКБ – встроенная, емкость – на 4 подзарядки смартфона. Выходы – USB.

Важно! Во многих современных вариантах фотоэлектрические элементы делаются съемными, а специальные чехлы для их хранения и транспортировки входят в комплект. При желании это позволяет превратить «солнечный» гибрид для длительных туристических походов в повседневную модную вещь из высококачественной шерсти, твида или инновационных синтетических материалов.

Плащи

По мере совершенствования технологий и уменьшения веса и толщины панелей при той же производительности ассортимент одежды со вставками из солнечных батарей увеличился. 2016-й стал
годом представления на суд модников и модниц коллекции плащей от всемирно известного японца Джунио Ватанабэ. Шесть фотоэлектрических сверхтонких гибких пластин – 4 сзади и 2 спереди – через прокладку соединялись с компактной АКБ, имевшей также функцию фонарика. Мощности, накопленной за день, хватало владельцу плаща:

  • для освещения дороги в темное время суток;
  • зарядки мобильных телефонов через стандартный порт;
  • прочих цифровых устройств посредством USB-разъема.

В том же году солнечные батареи начали массово устанавливаться на готовые комплекты мужской и женской одежды, а в следующем – даже на аксессуары.

Пиджаки и галстуки

Широко известно оригинальное решение группы ученых из университета Айова, специализирующихся на энергосберегающих технологиях, но не имеющих никакого отношения к профессиональному дизайну одежды. В качестве эксперимента коллектив лаборатории подобрал несколько комплектов классической мужской одежды и попробовал осуществить «солнечный апгрейд».

В отличие от стандартной технологии размещения панелей в функциональных внешних или внутренних «карманах», исследователи выбрали другой способ, закрепив тонкие эластичные гелиопленки MPT3.6-75 на специальный невидимый клей. Это позволило снабдить источником энергии не только пиджаки, но даже галстуки. После испытаний, продлившихся пять суток – костюмы на протяжении стандартной рабочей недели ежедневно одевали и носили два сотрудника лаборатории – было выявлено:

  • смонтированный комплект оборудования не доставляет при носке никакого дискомфорта;
  • каких-либо повреждений, даже микроскопических, солнечные батареи на одежде и вспомогательный интерфейс не получили;
  • производительности нововведения вполне хватало для подзарядки смартфона и рабочего планшета сотрудников.

Кроме того, пиджак и галстук визуально никак не выдавали присутствие на них производящего энергию оборудования, поскольку миниатюрные панели создавалась в цветовой гамме, полностью идентичной соответствующим предметам гардероба.

Солнечные панели и женские платья

Настоящей вершиной комбинации дизайнерских идей с развитием передовых технологий стали солнечные батареи последнего поколения, которые встраивались в готовые комплекты женской одежды из легкого материала либо наносились на тонкие, воздушные летние платья методом фотопечати.

1. Дания. «Первопроходцем» оказалась датчанка нидерландского происхождения Полина ван Догген. Коллекция платьев «весна-лето» 2017 года молодого дизайнера содержала соединенные между собой 72 эластичные пленки на отдельном куске материала, позволяющего подворачивать его вовнутрь либо оставлять снаружи. В первом случае визуально обнаружить присутствие гелиопанелей оказывалось невозможным, и платья ничем не отличались от обычных модных вариантов текущего сезона.

Комплект солнечного оборудования Полине изготовила команда датского Института прикладных наук HAN, под руководством двух экспертов по фотоэлектрическим технологиям – Христиана Голланда и Герта Яна Йонгердена. Мощности практически невидимых батарей хватало для полной зарядки смартфона среднего класса за 1,5 часа.

2. Япония. Токийские специалисты компании Riken-Toray Industries Inc. продвинулись еще дальше, создав солнечные батареи для одежды, которые визуально ничем не отличаются от популярных фотопринтов на любую тематику. Согласно ведущему автору технологии, инженеру Takao Somi, творение его команды обладает следующими характеристиками:

  • толщиной пленок всего 3 микрона;
  • возможностью растягиваться, сжиматься и изгибаться вместе с тканью без потери эксплуатационных качеств;
  • КПД 10%;
  • термостойкостью до 100°C;
  • чрезвычайно низкой стоимостью.

Единственным недостатком одежды с фотопринтами из таких солнечных батарей является чувствительность к влаге, связанная с отсутствием дополнительного защитного покрытия. Однако Такао Соми и его группа обещают решить данную проблему.

Обувь и аксессуары

В настоящий момент существуют солнечные батареи, одинаково легко размещаемые на одежде, обуви, любых других предметах гардероба и аксессуарах. Среди последних разработок стоит отметить:

  • сапоги «Orange Power Wellies» британской фирмы «Orange» совместно с «GotWind» – панели обеспечивают подогрев подошв и способны служить зарядкой для телефона;
  • брюки от дизайнера Андриана Саваджа – допускают даже беспроводную Qi-технологию подзарядки внешних устройств;
  • линейка женских сумочек Richard Nicolla – специально для обеспечения зарядом всемирно известных смартфонов «Vertu».

Эффективность и надежность солнечных батарей на одежде

Одежда из солнечных батарей стала возможной только благодаря замене в панелях классического кремния на комбинации редкоземельных элементов. Это позволило создавать сверхлегкие и сверхтонкие пленки, легко переносящие все виды механической деформации – скручивание, сжатие, растяжение и т.д. На текущем этапе технологического развития лидирующее положение занимают тонкопленочные гибриды на базе сульфидов медь/индий/германий (CIGS) и теллурида кадмия (CdTe). У более дорогих первых несколько выше КПД. Вторые подкупают низкой стоимостью при безупречном качестве, на 20% более высокой эффективностью, чем у кремниевых конкурентов, и повышенной производительностью при неблагоприятных погодных условиях.

Среди производителей CdTe-панелей наиболее известный американский гранд First Solar, продукцию которого в Украине представляет официальный дилер Green Tech Trade. Ознакомиться с услугами, ассортиментом и сделать бесплатный расчет панелей и периферии можно на сайте компании.