Πώς λειτουργεί το ανάγλυφο γυαλί στο BIPV;

Ερευνητές από την Πολωνία αξιολόγησαν τον τρόπο με τον οποίο το ανάγλυφο γυαλί χρησιμοποιήθηκε ως μπροστινό κάλυμμα Τα ενσωματωμένα σε κτίρια φωτοβολταϊκά υλικά επηρεάζουν την απόδοση. Διαπίστωσαν ότι η απόδοση ισχύος είναι 5% χαμηλότερη σε σύγκριση με εξαρτήματα που βασίζονται σε παραδοσιακό γυαλί, με τις παραμέτρους ανάκλασης να φτάνουν έως και το 88% στο φάσμα του ορατού φωτός.

Επιστήμονες από το Καθολικό Πανεπιστήμιο John Paul II του Λούμπλιν της Πολωνίας, ανέλυσαν τις οπτικές και ηλεκτρικές παραμέτρους του ανάγλυφου γυαλιού σε ενσωματωμένα σε κτίρια φωτοβολταϊκά συστήματα (BIPV). Διαπίστωσαν ότι αυτός ο τύπος γυαλιού μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την παραγωγή φωτοβολταϊκών και να αυξήσει την αντανάκλαση του φωτός. «Στις αστικές εγκαταστάσεις, μια σημαντική παράμετρος είναι η χαμηλή τιμή ανάκλασης , η οποία μειώνει την ανάκλαση του φωτός που θα μπορούσε να τυφλώσει τους οδηγούς», δήλωσε ο Paweł Wanicki, ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. 'Καθώς το BIPV γίνεται όλο και πιο δημοφιλές, επεκτείνεται η εγκατάστασή του προσόψεις, τοίχοι κτιρίων και διάφοροι τύποι γυαλιού , η αισθητική του πτυχή έχει γίνει μια από τις βασικές παραμέτρους.'

Το ανάγλυφο γυαλί κατασκευάζεται με θέρμανση των γυάλινων φύλλων για να μαλακώσουν και στη συνέχεια διαμορφώνοντάς τα μέσω χαραγμένων κυλίνδρων. Στη μελέτη τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δύο τύπους εμπορικά διαθέσιμων φύλλων υφής γυαλιού. Το πρώτο δείγμα έχει επιφανειακή μορφολογία με διακύμανση ύψους 45 μικρομέτρων, ενώ το δεύτερο δείγμα εμπίπτει σε εύρος 10 μικρομέτρων. Το δείγμα 1 έχει ένα κανονικό σχέδιο με χαρακτηριστική διάμετρο 400 μικρομέτρων, ενώ το δείγμα 2 έχει ένα ακανόνιστο σχέδιο με χαρακτηριστικά που κυμαίνονται από 50 μικρόμετρα έως πάνω από 1 χιλιοστό.

Συνολικά, κατασκευάστηκαν τρεις μονάδες—μία με δείγμα 1, άλλη με δείγμα 2 και η τελευταία με διαφανές γυαλί αναφοράς. Σε όλες τις περιπτώσεις, το φύλλο laminate τοποθετήθηκε μεταξύ του γυαλιού και της κυψέλης και η ισχύς που παρείχε η συσκευασία μετρήθηκε στα 2,89 W. Το γυμνό στοιχείο μετρήθηκε ότι είχε συντελεστή πλήρωσης 71%, τάση ανοιχτού κυκλώματος 0,699 V και ρεύμα βραχυκυκλώματος 5,83 A.

«Σύμφωνα με υπολογισμούς, οι τιμές άμεσης απορρόφησης ηλιακής ενέργειας του δείγματος αναφοράς είναι σχεδόν 13 φορές και 5 φορές χαμηλότερες από αυτές των δειγμάτων 1 και 2, αντίστοιχα», δήλωσαν οι ερευνητές. Και για τα δύο δείγματα με υφή, η μετάδοση στην περιοχή του εγγύς υπέρυθρου (NIR) είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή του γυαλιού αναφοράς. Επιπλέον, για το δείγμα με κανονικό σχέδιο επιφάνειας (Δείγμα 1), η μετάδοση στην περιοχή υπερύθρων (IR) είναι ελαφρώς χαμηλότερη σε σύγκριση με το ακανόνιστο δείγμα (Δείγμα 2). Η μετρούμενη ανάκλαση στην περιοχή ορατής (VIS) είναι σημαντικά χαμηλότερη: 8,5 φορές χαμηλότερη για το δείγμα 1 και 1,6 φορές χαμηλότερη για το δείγμα 2. '

Όσον αφορά την ηλεκτρική απόδοση, το στοιχείο αναφοράς μέτρησε μέγιστη ισχύ 2,86 W. Το δείγμα 1 είχε ισχύ 2,79 W και το δείγμα 2 είχε ισχύ 2,74 W. Ο συντελεστής πλήρωσης, η τάση ανοιχτού κυκλώματος και το ρεύμα βραχυκυκλώματος της μονάδας αναφοράς ήταν 72,4%, 0,73 V και 5,425 A, αντίστοιχα. Το δείγμα 1 είχε τάση 72,9%, 0,727 V ​​και 5,27 A, ενώ το δείγμα 2 είχε τάση 73,2%, 0,728 V και 5,143 A.

Η ανάλυση έδειξε ότι η απόδοση ισχύος σε μονάδες που χρησιμοποιούν γυαλί με υφή ήταν 5% χαμηλότερη και οι παράμετροι ανάκλασης ήταν έως και 88% υψηλότερες στην περιοχή VIS σε σύγκριση με μονάδες που βασίζονται σε συμβατικό γυαλί.

«Δεδομένου ότι η υπέρυθρη ακτινοβολία έχει πολλές αρνητικές επιπτώσεις στα φωτοβολταϊκά κύτταρα πυριτίου, συμπεριλαμβανομένης της περιορισμένης απορρόφησης ενέργειας, των θερμικών επιδράσεων που οδηγούν σε μειωμένη απόδοση, περιορισμούς υλικών και οπτικές απώλειες λόγω ανασυνδυασμού φορέα - η εφαρμογή υφασμάτινου γυαλιού σε φωτοβολταϊκά στοιχεία είναι κερδοφόρα», κατέληξαν οι ακαδημαϊκοί. Επιπλέον, η μακροχρόνια έκθεση στην υπέρυθρη ακτινοβολία επιταχύνει την υποβάθμιση του υλικού, επηρεάζοντας έτσι τη σταθερότητα και τη διάρκεια ζωής των φωτοβολταϊκών μονάδων.

Τα ευρήματά τους δημοσιεύτηκαν στο 'Textured Glass in Architectural Photovoltaic Applications', που δημοσιεύτηκε στο Clean Engineering and Technology. Εκτός από το Καθολικό Πανεπιστήμιο John Paul II στο Λούμπλιν, η Kwanicki συνδέεται επίσης με τον πολωνικό προμηθευτή φωτοβολταϊκών ML Systems.

Στην εφαρμογή των έργων BIPV , ειδικά εκείνων που βρίσκονται σε πόλεις, οι σχεδιαστές κατασκευών ανησυχούν επίσης πολύ για το πρόβλημα ανάκλασης φωτός των φωτοβολταϊκών δομικών υλικών. Για αυτά τα έργα BIPV με αυστηρές απαιτήσεις σχετικά με την ανάκλαση φωτός, η επιφάνεια του γυαλιού παραγωγής ενέργειας μπορεί να παγώσει για να επιτευχθεί χαμηλότερο αποτέλεσμα ανάκλασης φωτός.