شیشه بافت دار در BIPV چگونه عمل می کند؟

محققان لهستانی چگونگی استفاده از شیشه های بافت دار را به عنوان پوشش جلویی مورد ارزیابی قرار دادند مواد فتوولتائیک یکپارچه در ساختمان بر عملکرد تأثیر می گذارد. آنها دریافتند که توان خروجی 5 درصد کمتر از اجزای مبتنی بر شیشه سنتی است و پارامترهای انعکاس در طیف نور مرئی به 88 درصد می رسد.

دانشمندان دانشگاه کاتولیک جان پل دوم لوبلین، لهستان، پارامترهای نوری و الکتریکی شیشه‌های بافت‌دار را در سیستم‌های فتوولتائیک یکپارچه ساختمان (BIPV) تجزیه و تحلیل کردند. آنها دریافتند که این نوع شیشه می تواند به طور قابل توجهی بر تولید فتوولتائیک تأثیر بگذارد و بازتاب نور را افزایش دهد. 'در تاسیسات شهری، یک پارامتر مهم مقدار بازتاب کم است که بازتاب نور را کاهش می دهد که می تواند رانندگان را کور کند.' Paweł Wanicki، نویسنده اصلی این مطالعه گفت: با محبوبیت فزاینده BIPV، نصب آن در حال گسترش است نماها، دیوارهای ساختمان و انواع شیشه ، جنبه های زیبایی شناختی آن به یکی از پارامترهای کلیدی تبدیل شده است.

شیشه‌های بافت‌دار با گرم کردن ورق‌های شیشه‌ای برای نرم شدن آن‌ها و سپس شکل دادن به آن‌ها از طریق غلتک‌های حکاکی شده ساخته می‌شوند. در مطالعه خود، محققان از دو نوع ورق شیشه ای بافت دار موجود در بازار استفاده کردند. نمونه اول دارای مورفولوژی سطحی با تغییر ارتفاع 45 میکرومتر است، در حالی که نمونه دوم در محدوده 10 میکرومتر قرار دارد. نمونه 1 دارای یک الگوی منظم با قطر مشخصه 400 میکرومتر است، در حالی که نمونه 2 دارای یک الگوی نامنظم با ویژگی هایی از 50 میکرومتر تا بیش از 1 میلی متر است.

در مجموع، سه ماژول ساخته شد - یکی با نمونه 1، دیگری با نمونه 2، و آخرین با شیشه شفاف مرجع. در تمام موارد، فویل لمینت بین شیشه و سلول قرار گرفت و توان تحویلی پکیج 2.89 وات اندازه‌گیری شد. سلول لخت با ضریب پر شدن 71 درصد، ولتاژ مدار باز 0.699 ولت و جریان اتصال کوتاه 5.83 A اندازه‌گیری شد.

به گفته محققان، 'بر اساس محاسبات، مقادیر جذب مستقیم انرژی خورشیدی نمونه مرجع به ترتیب نزدیک به 13 برابر و 5 برابر کمتر از نمونه های 1 و 2 است.' برای هر دو نمونه بافت، انتقال در ناحیه مادون قرمز نزدیک (NIR) به طور قابل توجهی کمتر از شیشه مرجع است. علاوه بر این، برای نمونه با الگوی سطح منظم (نمونه 1)، گذر در ناحیه مادون قرمز (IR) در مقایسه با نمونه نامنظم (نمونه 2) کمی کمتر است. بازتاب اندازه گیری شده در ناحیه مرئی (VIS) به طور قابل توجهی کمتر است: 8.5 برابر برای نمونه 1 و 1.6 برابر کمتر برای نمونه 2. '

در مورد عملکرد الکتریکی، سلول مرجع حداکثر توان 2.86 W را اندازه گیری کرد. نمونه 1 دارای توان 2.79 W و نمونه 2 دارای توان 2.74 W بود. ضریب پر، ولتاژ مدار باز و جریان اتصال کوتاه ماژول مرجع به ترتیب 72.4٪، 0.73 V و 5.425 A بود. نمونه 1 دارای ولتاژ 72.9٪، 0.727 V ​​و 5.27 A بود، در حالی که نمونه 2 دارای ولتاژ 73.2٪، 0.728 V و 5.143 A بود.

تجزیه و تحلیل نشان داد که بازده توان در ماژول‌هایی که از شیشه‌های بافت‌دار استفاده می‌کنند 5 درصد کمتر و پارامترهای انعکاس تا 88 درصد در ناحیه VIS بیشتر از ماژول‌های مبتنی بر شیشه‌های معمولی بود.

دانشگاهیان در پایان اظهار داشتند: «از آنجایی که تابش مادون قرمز اثرات منفی متعددی بر سلول‌های فتوولتائیک سیلیکونی دارد، از جمله جذب انرژی محدود، اثرات حرارتی که منجر به کاهش بازده، محدودیت‌های مواد و تلفات نوری ناشی از نوترکیب حامل‌ها می‌شود - استفاده از شیشه‌های بافت‌دار در ماژول‌های فتوولتائیک سودآور است». علاوه بر این، قرار گرفتن طولانی مدت در معرض تابش مادون قرمز، تخریب مواد را تسریع می کند، بنابراین بر پایداری و طول عمر ماژول های فتوولتائیک تأثیر می گذارد.

یافته‌های آن‌ها در «شیشه بافت‌دار در کاربردهای فتوولتائیک معماری» منتشر شده در Clean Engineering and Technology منتشر شد. علاوه بر دانشگاه کاتولیک جان پل دوم در لوبلین، Kwanicki با تامین کننده فتوولتائیک لهستانی ML Systems نیز مرتبط است.

در کاربرد پروژه‌های BIPV ، به‌ویژه پروژه‌هایی که در شهرها واقع شده‌اند، طراحان ساخت‌وساز نیز بسیار نگران مشکل بازتاب نور مصالح ساختمانی فتوولتائیک هستند. برای این پروژه های BIPV با الزامات سختگیرانه در مورد انعکاس نور، سطح شیشه تولید برق را می توان برای دستیابی به اثر بازتاب نور کمتری مات کرد.