Kako se teksturirano staklo ponaša u BIPV-u?

Istraživači iz Poljske procijenili su kako se teksturirano staklo koristi kao prednji poklopac fotonaponski materijali integrirani u zgradu utječu na performanse. Otkrili su da je izlazna snaga 5% manja u usporedbi s komponentama temeljenim na tradicionalnom staklu, s parametrima refleksije koji dosežu do 88% u spektru vidljive svjetlosti.

Znanstvenici s Katoličkog sveučilišta Ivana Pavla II u Lublinu, Poljska, analizirali su optičke i električne parametre teksturiranog stakla u fotonaponskim (BIPV) sustavima integriranim u zgrade. Otkrili su da ova vrsta stakla može značajno utjecati na fotonaponsku proizvodnju i povećati refleksiju svjetlosti. 'U urbanim instalacijama, važan parametar je niska vrijednost refleksije , koja smanjuje refleksiju svjetlosti koja bi mogla zaslijepiti vozače', rekao je Paweł Wanicki, glavni autor studije. 'Kako BIPV postaje sve popularniji, proširuje se njegova instalacija na fasada, zidova zgrada i raznih vrsta stakla , njegov estetski aspekt postao je jedan od ključnih parametara.'

Teksturirano staklo izrađuje se zagrijavanjem staklenih ploča kako bi se omekšale, zatim oblikovanjem kroz gravirane valjke. U svojoj studiji istraživači su koristili dvije vrste komercijalno dostupnih teksturiranih staklenih ploča. Prvi uzorak ima morfologiju površine s varijacijom visine od 45 mikrometara, dok je drugi uzorak unutar raspona od 10 mikrometara. Uzorak 1 ima pravilan uzorak s karakterističnim promjerom od 400 mikrometara, dok uzorak 2 ima nepravilan uzorak sa značajkama u rasponu od 50 mikrometara do preko 1 milimetra.

Ukupno su izgrađena tri modula — jedan s uzorkom 1, drugi s uzorkom 2 i posljednji s referentnim prozirnim staklom. U svim slučajevima, laminatna folija postavljena je između stakla i ćelije, a izmjerena je snaga isporučena paketom od 2,89 W. Izmjereno je da gola ćelija ima faktor punjenja od 71%, napon otvorenog kruga od 0,699 V i struju kratkog spoja od 5,83 A.

'Prema izračunima, vrijednosti izravne apsorpcije sunčeve energije referentnog uzorka su gotovo 13 puta i 5 puta niže od onih uzoraka 1 i 2, respektivno,' rekli su istraživači. Za oba uzorka s teksturom, propusnost u području bliskom infracrvenom (NIR) znatno je niža od one kod referentnog stakla. Nadalje, za uzorak s pravilnim površinskim uzorkom (Uzorak 1), propusnost u infracrvenom (IR) području nešto je niža u usporedbi s nepravilnim uzorkom (Uzorak 2). Izmjerena refleksija u vidljivom (VIS) području znatno je niža: 8,5 puta niža za uzorak 1 i 1,6 puta niža za uzorak 2. '

Što se tiče električnih performansi, referentna ćelija izmjerila je najveću snagu od 2,86 W; uzorak 1 imao je snagu od 2,79 W, a uzorak 2 imao je snagu od 2,74 W. Faktor punjenja, napon otvorenog kruga i struja kratkog spoja referentnog modula bili su 72,4%, 0,73 V i 5,425 A, redom. Uzorak 1 imao je napon od 72,9%, 0,727 V ​​i 5,27 A, dok je uzorak 2 imao napon od 73,2%, 0,728 V i 5,143 A.

Analiza je pokazala da je prinos snage u modulima koji koriste teksturirano staklo bio 5% niži, a parametri refleksije bili su do 88% viši u VIS regiji u usporedbi s modulima temeljenim na konvencionalnom staklu.

'Budući da infracrveno zračenje ima nekoliko negativnih učinaka na silicijske fotonaponske ćelije, uključujući ograničenu apsorpciju energije, toplinske učinke koji dovode do smanjene učinkovitosti, materijalna ograničenja i optičke gubitke zbog rekombinacije nositelja - primjena teksturiranog stakla u fotonaponskim modulima je isplativa', zaključili su akademici. Osim toga, dugotrajna izloženost infracrvenom zračenju ubrzava degradaciju materijala, što utječe na stabilnost i vijek trajanja fotonaponskih modula.

Njihova otkrića objavljena su u 'Textured Glass in Architectural Photovoltaic Applications', objavljenom u Clean Engineering and Technology. Uz Katoličko sveučilište Ivana Pavla II u Lublinu, Kwanicki je također povezan s poljskim dobavljačem fotonaponskih proizvoda ML Systems.

U primjeni BIPV projekata , posebno onih koji se nalaze u gradovima, građevinski projektanti također su vrlo zabrinuti zbog problema refleksije svjetlosti fotonaponskih građevinskih materijala. Za ove BIPV projekte sa strogim zahtjevima za refleksiju svjetlosti, površina stakla za proizvodnju električne energije može biti matirana kako bi se postigao manji učinak refleksije svjetlosti.