為了驗(yàn)證這一創(chuàng)新技術(shù)，研究人員設(shè)計(jì)并建造了一個(gè)位于西澳大利亞珀斯的溫室。該溫室由四個(gè)房間組成，每個(gè)房間長(zhǎng)8米，寬6米。其中，房間1采用傳統(tǒng)的低鐵超白玻璃，而房間2、3和4則安裝了新型太陽(yáng)能玻璃。這些太陽(yáng)能窗戶采用了ClearVue Technologies開(kāi)發(fā)的高透明度光伏玻璃產(chǎn)品，其直接可見(jiàn)光透射率約為60%，總VLT約為70%，功率轉(zhuǎn)換效率約為3.3%。
溫室內(nèi)共安裝了153扇透明太陽(yáng)能窗，它們不僅能夠?yàn)轱L(fēng)扇、空調(diào)、遮陽(yáng)簾和通風(fēng)百葉窗供電，還能將剩余能源輸送到電網(wǎng)。在兩個(gè)生長(zhǎng)季中，研究人員測(cè)量了溫室中18種不同作物的產(chǎn)量，以及發(fā)電量和耗水量。結(jié)果顯示，與房間1相比，采用新型太陽(yáng)能窗戶的房間2-4可減少57%的能源消耗和29%的用水量。
“透明太陽(yáng)能光伏窗戶通過(guò)捕獲陽(yáng)光發(fā)電，同時(shí)允許剩余陽(yáng)光進(jìn)入溫室促進(jìn)植物生長(zhǎng)，為前瞻性溫室農(nóng)業(yè)建筑中的自給自足糧食生產(chǎn)提供了可能。”研究團(tuán)隊(duì)解釋道。他們指出，這種窗戶的設(shè)計(jì)結(jié)合了熒光聚光板、光譜選擇性薄膜涂層和定制設(shè)計(jì)的硅基太陽(yáng)能電池模塊，實(shí)現(xiàn)了高透明度和高效發(fā)電。
此外，研究團(tuán)隊(duì)還在全球范圍內(nèi)對(duì)同一結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬，包括巴西里約熱內(nèi)盧、中國(guó)北京、印度新德里、美國(guó)加利福尼亞州洛杉磯、美國(guó)紐約州紐約市、以色列海法和法國(guó)巴黎等地。計(jì)算模型顯示，通過(guò)采用適應(yīng)性強(qiáng)、高效的溫度控制技術(shù)，全玻璃太陽(yáng)能溫室有可能在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全自給自足的溫室農(nóng)業(yè)，抵消高達(dá)100%的能源消耗。
