Hvordan fungerer tekstureret glas i BIPV?

Forskere fra Polen vurderede, hvordan tekstureret glas bruges som frontcover til bygningsintegrerede fotovoltaiske materialer påvirker ydeevnen. De fandt ud af, at udgangseffekten er 5 % lavere sammenlignet med komponenter baseret på traditionelt glas, med reflektionsparametre, der når op til 88 % i det synlige lysspektrum.

Forskere fra John Paul II Catholic University of Lublin, Polen, analyserede de optiske og elektriske parametre for tekstureret glas i bygningsintegrerede fotovoltaiske (BIPV) systemer. De fandt ud af, at denne type glas i væsentlig grad kan påvirke fotovoltaisk produktion og øge lysreflektionen. 'I byinstallationer er en vigtig parameter den lave reflektansværdi , som reducerer lysrefleksion, der kan blinde bilister,' sagde Paweł Wanicki, hovedforfatteren af ​​undersøgelsen. 'I takt med at BIPV bliver mere og mere populært, udvider dets installation på facader, bygningsvægge og forskellige typer glas , dets æstetiske aspekter er blevet et af nøgleparametrene.'

Tekstureret glas fremstilles ved at opvarme glasplader for at blødgøre dem og derefter forme dem gennem indgraverede ruller. I deres undersøgelse brugte forskerne to typer kommercielt tilgængelige teksturerede glasplader. Den første prøve har en overflademorfologi med en højdevariation på 45 mikrometer, mens den anden prøve falder inden for et område på 10 mikrometer. Prøve 1 har et regulært mønster med en karakteristisk diameter på 400 mikrometer, hvorimod prøve 2 har et uregelmæssigt mønster med funktioner der spænder fra 50 mikrometer til over 1 millimeter.

I alt blev der bygget tre moduler - et med prøve 1, et andet med prøve 2 og det sidste med klart referenceglas. I alle tilfælde blev laminatfolien placeret mellem glasset og cellen, og den effekt, pakken leverede, blev målt til 2,89 W. Den nøgne celle blev målt til at have en fyldfaktor på 71 %, en tomgangsspænding på 0,699 V og en kortslutningsstrøm på 5,83 A.

'Ifølge beregninger er referenceprøvens direkte solenergiabsorptionsværdier næsten 13 gange og 5 gange lavere end værdierne for henholdsvis prøve 1 og 2,' sagde forskerne. For begge teksturerede prøver er transmittansen i det nær-infrarøde (NIR) område væsentligt lavere end referenceglasset. For prøven med et regulært overflademønster (prøve 1) er transmittansen i det infrarøde (IR) område desuden lidt lavere sammenlignet med den uregelmæssige prøve (prøve 2). Den målte reflektans i det synlige (VIS) område er signifikant lavere: 8,5 gange lavere for prøve 1 og 1,6 gange lavere for prøve 2. '

Hvad angår elektrisk ydeevne, målte referencecellen en maksimal effekt på 2,86 W; prøve 1 havde en effekt på 2,79 W, og prøve 2 havde en effekt på 2,74 W. Fyldningsfaktoren, åben kredsløbsspænding og kortslutningsstrøm for referencemodulet var henholdsvis 72,4 %, 0,73 V og 5,425 A. Prøve 1 havde en spænding på 72,9 %, 0,727 V ​​og 5,27 A, mens prøve 2 havde en spænding på 73,2 %, 0,728 V og 5,143 A.

Analysen viste, at effektudbyttet i moduler, der brugte tekstureret glas, var 5 % lavere, og reflektionsparametrene var op til 88 % højere i VIS-regionen sammenlignet med moduler baseret på konventionelt glas.

'Da infrarød stråling har adskillige negative virkninger på silicium fotovoltaiske celler, herunder begrænset energiabsorption, termiske effekter, der fører til reduceret effektivitet, materialebegrænsninger og optiske tab på grund af rekombination af bærere - det er rentabelt at anvende tekstureret glas i fotovoltaiske moduler,' konkluderede akademikerne. Derudover accelererer langvarig eksponering for infrarød stråling materialenedbrydning, hvilket påvirker fotovoltaiske modulers stabilitet og levetid.

Deres resultater blev offentliggjort i 'Textured Glass in Architectural Photovoltaic Applications,' offentliggjort i Clean Engineering and Technology. Udover John Paul II Catholic University i Lublin er Kwanicki også tilknyttet den polske solcelleleverandør ML Systems.

I anvendelsen af ​​BIPV-projekter , især dem, der er placeret i byer, er konstruktionsdesignere også meget bekymrede over lysreflektionsproblemet af solcellebyggematerialer. Til disse BIPV-projekter med strenge krav til lysreflektion, kan overfladen af ​​strømgenereringsglasset frostes for at opnå en lavere lysreflektionseffekt.