Bagaimana kinerja kaca bertekstur di BIPV?

Peneliti dari Polandia mengevaluasi bagaimana tekstur kaca digunakan sebagai penutup depan bahan fotovoltaik yang terintegrasi dengan bangunan mempengaruhi kinerja. Mereka menemukan bahwa keluaran daya 5% lebih rendah dibandingkan komponen berbahan kaca tradisional, dengan parameter pantulan mencapai hingga 88% dalam spektrum cahaya tampak.

Para ilmuwan dari Universitas Katolik John Paul II Lublin, Polandia, menganalisis parameter optik dan listrik kaca bertekstur dalam sistem fotovoltaik terintegrasi bangunan (BIPV). Mereka menemukan bahwa jenis kaca ini dapat berdampak signifikan terhadap pembangkitan fotovoltaik dan meningkatkan pantulan cahaya. 'Dalam instalasi perkotaan, parameter penting adalah nilai reflektansi rendah , yang mengurangi pantulan cahaya yang dapat membutakan pengemudi,' kata Paweł Wanicki, penulis utama studi tersebut. 'Seiring dengan semakin populernya BIPV, instalasinya diperluas fasad, dinding bangunan , dan berbagai jenis kaca , aspek estetika menjadi salah satu parameter utama.'

Kaca bertekstur dibuat dengan memanaskan lembaran kaca untuk melunakkannya, kemudian dibentuk melalui rol berukir. Dalam penelitiannya, para peneliti menggunakan dua jenis lembaran kaca bertekstur yang tersedia secara komersial. Sampel pertama memiliki morfologi permukaan dengan variasi ketinggian 45 mikrometer, sedangkan sampel kedua berada pada kisaran 10 mikrometer. Sampel 1 mempunyai pola teratur dengan ciri diameter 400 mikrometer, sedangkan Sampel 2 mempunyai pola tidak beraturan dengan ciri berkisar antara 50 mikrometer hingga lebih dari 1 milimeter.

Secara total, tiga modul dibuat—satu dengan sampel 1, satu lagi dengan sampel 2, dan yang terakhir dengan kaca bening referensi. Dalam semua kasus, foil laminasi ditempatkan di antara kaca dan sel, dan daya yang disalurkan oleh paket diukur sebesar 2,89 W. Sel telanjang diukur memiliki faktor pengisian sebesar 71%, tegangan rangkaian terbuka sebesar 0,699 V, dan arus hubung singkat sebesar 5,83 A.

'Menurut perhitungan, nilai penyerapan energi matahari langsung dari sampel referensi hampir 13 kali dan 5 kali lebih rendah dibandingkan sampel 1 dan 2,' kata para peneliti. Untuk kedua sampel bertekstur, transmisi di wilayah inframerah-dekat (NIR) jauh lebih rendah dibandingkan kaca referensi. Selanjutnya, untuk sampel dengan pola permukaan teratur (Sampel 1), transmitansi pada daerah inframerah (IR) sedikit lebih rendah dibandingkan sampel tidak beraturan (Sampel 2). Reflektansi terukur di wilayah tampak (VIS) jauh lebih rendah: 8,5 kali lebih rendah untuk sampel 1 dan 1,6 kali lebih rendah untuk sampel 2. '

Sedangkan untuk performa kelistrikan, sel referensi mengukur daya maksimum 2,86 W; sampel 1 mempunyai daya sebesar 2,79 W, dan sampel 2 mempunyai daya sebesar 2,74 W. Faktor pengisian, tegangan hubung terbuka, dan arus hubung singkat modul referensi berturut-turut adalah 72,4%, 0,73 V, dan 5,425 A. Sampel 1 mempunyai tegangan 72,9%, 0,727 V, dan 5,27 A, sedangkan sampel 2 mempunyai tegangan 73,2%, 0,728 V, dan 5,143 A.

Analisis menunjukkan bahwa hasil daya pada modul yang menggunakan kaca bertekstur adalah 5% lebih rendah dan parameter refleksi hingga 88% lebih tinggi di wilayah VIS dibandingkan dengan modul yang didasarkan pada kaca konvensional.

'Karena radiasi infra merah memiliki beberapa efek negatif pada sel fotovoltaik silikon, termasuk penyerapan energi yang terbatas, efek termal yang menyebabkan berkurangnya efisiensi, keterbatasan material, dan kerugian optik akibat rekombinasi pembawa - penerapan kaca bertekstur dalam modul fotovoltaik menguntungkan,' para akademisi menyimpulkan. Selain itu, paparan radiasi infra merah dalam jangka panjang mempercepat degradasi material, sehingga mempengaruhi stabilitas dan masa pakai modul fotovoltaik.

Temuan mereka dipublikasikan di 'Kaca Bertekstur dalam Aplikasi Fotovoltaik Arsitektur,' yang diterbitkan di Clean Engineering and Technology. Selain Universitas Katolik John Paul II di Lublin, Kwanicki juga dikaitkan dengan pemasok fotovoltaik Polandia, ML Systems.

Dalam penerapan proyek BIPV khususnya yang berlokasi di perkotaan, desainer konstruksi juga sangat memperhatikan masalah pantulan cahaya pada bahan bangunan fotovoltaik. Untuk proyek BIPV dengan persyaratan ketat pada pantulan cahaya, permukaan kaca pembangkit listrik dapat dibekukan untuk mencapai efek pantulan cahaya yang lebih rendah.