×

Сонячні батареї на одязі – майбутні технології сьогодні

Сонячні батареї на одязі фото
Сонячні батареї на одязі – майбутні технології сьогодні

Вже з початку 2000-х років, у міру вдосконалення мікрокомп’ютерної та оптоволоконної техніки, дизайнери всього світу почали створювати «розумний» одяг (англійський термін – Tech-wear). Тонкі нитки, вплетені в матеріал, дозволяли забезпечити підігрів, датчики повідомляли дані про кров’яний тиск, спеціальні матеріали відштовхували воду і бруд, але енергію пристроїв доводилося отримувати від змінних батарейок. Ситуацію змінили мініатюрні сонячні батареї, одяг з ними перестав залежати від зовнішнього джерела живлення, що вимагає періодичної заміни.

Куртки с сонячними батареями

Першими предметами гардероба, в яких використали фотоелектричні пластини, стали куртки. За рахунок щільності матеріалу і наявності кишень можна не тільки нашити кілька тонкоплівкових гнучких пластин на спину, плечі і/або груди, але і вмонтувати в одну з прихованих кишень акумулятор.

З найбільш ранніх моделей, де були застосовані сонячні батареї на одязі, відомі:

  1. Куртка «Bomber» виробництва «Opening Ceremony» & «Mophie» (США), 2012 рік. Колір – золотисто-чорний. Панелі – на спині, незнімні, 2 штуки. Опції – спеціальна кишеня з виведеними на акумулятор проводами та роз’ємами для підключення iPhone і пристроїв на базі ОС Android. Партія – 100 одиниць.
  2. Всепогодній універсальний трансформер куртка/жилет «Solar-Powered» від «SCOTTeVEST» (США), 2013 рік. Тип батарей – тонкоплівкові, гнучкі, знімні, 4 штуки на спині. Опції – 42 кишені, вбудована АКБ розміром 2х6х120 см з USB-виходами під будь-які типи пристроїв, що мають подібний роз’єм – плеєри, смартфони, фотоапарати, планшети і т.д. Партія – 250 одиниць.
  3. Чоловічі та жіночі моделі «Solar Powered Jacket» від американського «Tommy Hilfiger», 2014 рік. Тонкі, легкі, гнучкі, вологостійкі сонячні батареї для одягу – від фірми «Pvilion», 7 штук. З’єднувальні дроти – в підкладці. АКБ – вбудована, ємність – на 4 підзарядки смартфона. Виходи – USB.

Важливо! У багатьох сучасних варіантах фотоелектричні елементи робляться знімними, а спеціальні чохли для їх зберігання і транспортування входять в комплект. При бажанні це дозволяє перетворити «сонячний» гібрид для тривалих туристичних походів в повсякденну модну річ з високоякісної вовни, твіду або інноваційних синтетичних матеріалів.

Плащі

По мірі вдосконалення технологій, зменшення ваги та товщини панелей при тій же продуктивності асортимент одягу зі вставками з сонячних батарей збільшився.

У 2016 році було випущено колекцію плащів від всесвітньо відомого японця Джунь Ватанабе. Шість фотоелектричних надтонких гнучких пластин – 4 ззаду і 2 спереду – через прокладку з’єднувалися з компактною АКБ, що мала також функцію ліхтарика. Потужності, накопиченої за день, вистачало власнику плаща:

  • для освітлення дороги в темний час доби;
  • зарядки мобільних телефонів через стандартний порт;
  • інших цифрових пристроїв за допомогою USB-роз’єму.

У тому ж році сонячні батареї почали масово встановлюватися на готові комплекти чоловічого та жіночого одягу, а в наступному – навіть на аксесуари.

Піджаки і краватки

Досить відоме оригінальне рішення групи вчених з університету Айова, що спеціалізуються на енергозберігаючих технологіях, але не мають ніякого відношення до професійного дизайну одягу. В якості експерименту колектив лабораторії підібрав кілька комплектів класичного чоловічого одягу і спробував здійснити «сонячний апгрейд».

На відміну від стандартної технології розміщення панелей в функціональних зовнішніх або внутрішніх «кишенях», дослідники вибрали інший спосіб, закріпивши тонкі еластичні геліоплівки MPT3.6-75 на спеціальний невидимий клей. Це дозволило забезпечити джерелом енергії не тільки піджаки, але навіть краватки. Після випробувань, що тривали п’ять діб – костюми протягом стандартного робочого тижня щодня одягали і носили два співробітники лабораторії – було виявлено:

  • змонтований комплект обладнання не доставляє при носінні ніякого дискомфорту;
  • будь-яких ушкоджень, навіть мікроскопічних, сонячні батареї на одязі та допоміжний інтерфейс не отримали;
  • продуктивності нововведень цілком вистачало для підзарядки смартфона і робочого планшета співробітників.

Крім того, піджак і краватку візуально ніяк не видавали присутність геліообладнання, оскільки мініатюрні панелі створювалася в кольоровій гамі, повністю ідентичній відповідним предметам гардероба.

Сонячні панелі та жіночі сукні

Справжньою вершиною комбінації дизайнерських ідей з розвитком передових технологій стали сонячні батареї нового покоління, які вбудовуються в готові комплекти жіночого одягу з легкого матеріалу або наносяться на тонкі, повітряні літні сукні методом фотодруку.

«Піонером» цього напряму стала датчанка нідерландського походження Поліна ван Догг. Колекція суконь «весна-літо» 2017 року молодого дизайнера містила з’єднані між собою 72 еластичні плівки на окремому шматку матеріалу, що дозволяє підвертати його всередину або залишати зовні. У першому випадку візуально виявити присутність геліопанелей виявлялося неможливим, і сукні нічим не відрізнялися від звичайних модних варіантів поточного сезону.

Комплект сонячного обладнання для Поліни виготовила команда датського Інституту прикладних наук HAN, під керівництвом двох експертів з фотоелектричних технологій – Християна Голланда і Герта Яна Йонгердена. Потужності практично невидимих батарей вистачало для повної зарядки смартфона середнього класу за 1,5 години.

Токійські фахівці компанії Riken-Toray Industries Inc. просунулися ще далі, створивши сонячні батареї для одягу, які візуально нічим не відрізняються від популярних фотопринтів на будь-яку тематику. Згідно зі словами автора технології, інженера Takao Somi, творіння його команди має наступні характеристики:

  • товщина плівок всього 3 мікрона;
  • можливість розтягуватися, стискуватися і згинатися разом з тканиною без втрати експлуатаційних якостей;
  • ККД 10%;
  • термостійкість до 100 ° C;
  • надзвичайно низька вартістю.

Єдиним недоліком одягу з фотопринтами з таких сонячних батарей є чутливість до вологи, пов’язана з відсутністю додаткового захисного покриття. Однак Такао Сомі і його група обіцяють вирішити дану проблему.

Взуття та аксесуари

На даний момент існують сонячні батареї, що однаково легко розміщуються на одязі, взутті, будь-яких інших предметах гардероба і аксесуарах. Серед останніх розробок варто відзначити:

  • чоботи «Orange Power Wellies» британської фірми «Orange» спільно з «GotWind» – панелі забезпечують підігрів підошов і здатні служити зарядкою для телефону;
  • штани від дизайнера Андріана Савадж – допускають навіть бездротову Qi-технологію підзарядки зовнішніх пристроїв;
  • лінійка жіночих сумочок Richard Nicolla – спеціально для забезпечення зарядом всесвітньо відомих смартфонів «Vertu».

Типи використовуваних панелей

Одяг з сонячних батарей став можливим тільки завдяки заміні в панелях класичного кремнію на комбінації рідкоземельних елементів. Це дозволило створювати надлегкі та надтонкі плівки, що легко переносять всі види механічної деформації – скручування, стиснення, розтягнення і т.д. На поточному етапі технологічного розвитку лідируюче положення займають тонкоплівкові гібриди на базі сульфідів міді/індію/германію (CIGS) і телуриду кадмію (CdTe). У перших, більш дорогих, ККД дещо вище. Моделі з теллуридом кадмію дешевші при тій же якості і, до того ж, мають підвищену продуктивність генерації за несприятливих погодних умов.

Серед виробників CdTe-панелей найбільш відомий американський гранд First Solar, продукцію якого в Україні представляє офіційний дилер Green Tech Trade. Ознайомитися з послугами, асортиментом і зробити безкоштовний розрахунок панелей і периферії можна на сайті компанії.