როგორ მუშაობს ტექსტურირებული მინა BIPV-ში?

პოლონელმა მკვლევარებმა შეაფასეს, თუ როგორ გამოიყენებოდა ტექსტურირებული მინა, როგორც წინა საფარი შენობაში ინტეგრირებული ფოტოელექტრული მასალები გავლენას ახდენს შესრულებაზე. მათ აღმოაჩინეს, რომ სიმძლავრე 5%-ით დაბალია ტრადიციულ მინაზე დაფუძნებულ კომპონენტებთან შედარებით, ასახვის პარამეტრები ხილული სინათლის სპექტრში 88%-მდე აღწევს.

მეცნიერებმა ლუბლინის იოანე პავლე II-ის კათოლიკური უნივერსიტეტიდან, პოლონეთი, გააანალიზეს ტექსტურირებული მინის ოპტიკური და ელექტრული პარამეტრები შენობებში ინტეგრირებულ ფოტოელექტრონულ (BIPV) სისტემებში. მათ აღმოაჩინეს, რომ ამ ტიპის მინას შეუძლია მნიშვნელოვნად იმოქმედოს ფოტოელექტროების წარმოქმნაზე და გაზარდოს სინათლის არეკვლა. „ურბანულ დანადგარებში მნიშვნელოვანი პარამეტრია არეკვლის დაბალი მნიშვნელობა , რომელიც ამცირებს სინათლის არეკვლას, რამაც შეიძლება დააბრმავოს მძღოლები“, - თქვა პაველ ვანიკიმ, კვლევის წამყვანმა ავტორმა. „რადგან BIPV სულ უფრო პოპულარული ხდება, მისი ინსტალაცია ფართოვდება ფასადები, შენობების კედლები და სხვადასხვა სახის მინა , მისი ესთეტიკური ასპექტები ერთ-ერთ მთავარ პარამეტრად იქცა.'

ტექსტურირებული მინა მზადდება შუშის ფურცლების გაცხელებით, რათა დაარბილოს ისინი, შემდეგ კი ფორმირება მოახდინოს გრავირებული ლილვაკებით. მათ კვლევაში მკვლევარებმა გამოიყენეს ორი ტიპის კომერციულად ხელმისაწვდომი ტექსტურირებული მინის ფურცლები. პირველ ნიმუშს აქვს ზედაპირის მორფოლოგია სიმაღლის ცვალებადობით 45 მიკრომეტრით, ხოლო მეორე ნიმუში 10 მიკრომეტრის ფარგლებშია. ნიმუშ 1-ს აქვს რეგულარული ნიმუში 400 მიკრომეტრის დამახასიათებელი დიამეტრით, ხოლო ნიმუშ 2-ს აქვს არარეგულარული ნიმუში 50 მიკრომეტრიდან 1 მილიმეტრამდე.

სულ აშენდა სამი მოდული - ერთი ნიმუში 1, მეორე ნიმუში 2 და ბოლო საცნობარო გამჭვირვალე მინით. ყველა შემთხვევაში, ლამინატის ფოლგა მოთავსებული იყო მინასა და უჯრედს შორის, ხოლო პაკეტის მიერ მიწოდებული სიმძლავრე გაზომილი იყო 2,89 W. შიშველი უჯრედი გაზომილი იყო, რომ ჰქონდეს შევსების ფაქტორი 71%, ღია წრეში ძაბვა 0,699 V და მოკლე ჩართვის დენი 5,83 A.

„გათვლებით, მზის ენერგიის პირდაპირი შთანთქმის მნიშვნელობები საცნობარო ნიმუშის თითქმის 13-ჯერ და 5-ჯერ დაბალია, ვიდრე ნიმუშების 1 და 2, შესაბამისად“, - აცხადებენ მკვლევარებმა. ორივე ტექსტურირებული ნიმუშისთვის, ახლო ინფრაწითელ (NIR) რეგიონში ტრანსმისია მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე საცნობარო მინის. გარდა ამისა, რეგულარული ზედაპირის ნიმუშის ნიმუშისთვის (ნიმუში 1), ტრანსმისია ინფრაწითელ (IR) რეგიონში ოდნავ დაბალია არარეგულარულ ნიმუშთან შედარებით (ნიმუში 2). გაზომილი ასახვა ხილულ (VIS) რეგიონში მნიშვნელოვნად დაბალია: 8,5-ჯერ ნაკლები ნიმუში 1-ისთვის და 1,6-ჯერ ნაკლები ნიმუში 2-ისთვის. '

რაც შეეხება ელექტრულ მუშაობას, საცნობარო უჯრედმა გაზომა მაქსიმალური სიმძლავრე 2,86 ვტ; ნიმუშ 1-ს ჰქონდა სიმძლავრე 2,79 W, ხოლო ნიმუში 2-ს ჰქონდა სიმძლავრე 2,74 W. საცნობარო მოდულის შევსების ფაქტორი, ღია წრედის ძაბვა და მოკლე ჩართვის დენი იყო შესაბამისად 72,4%, 0,73 V და 5,425 A. ნიმუშ 1-ს ჰქონდა ძაბვა 72.9%, 0.727 V ​​და 5.27 A, ხოლო ნიმუში 2 ჰქონდა ძაბვა 73.2%, 0.728 V და 5.143 A.

ანალიზმა აჩვენა, რომ მოდულების სიმძლავრე ტექსტურირებული შუშის გამოყენებით იყო 5%-ით დაბალი და ასახვის პარამეტრები 88%-მდე მაღალი იყო VIS რეგიონში, ჩვეულებრივ მინაზე დაფუძნებულ მოდულებთან შედარებით.

„ვინაიდან ინფრაწითელი გამოსხივება რამდენიმე უარყოფით გავლენას ახდენს სილიკონის ფოტოელექტრო უჯრედებზე, მათ შორის ენერგიის შეზღუდული შთანთქმა, თერმული ეფექტები, რაც იწვევს ეფექტურობის შემცირებას, მატერიალური შეზღუდვები და ოპტიკური დანაკარგები გადამზიდის რეკომბინაციის გამო - ტექსტურირებული მინის გამოყენება ფოტოელექტრო მოდულებში მომგებიანია“, - დაასკვნა მეცნიერებმა. გარდა ამისა, ინფრაწითელი გამოსხივების გრძელვადიანი ზემოქმედება აჩქარებს მასალის დეგრადაციას, რაც გავლენას ახდენს ფოტოელექტრული მოდულების სტაბილურობასა და სიცოცხლეზე.

მათი დასკვნები გამოქვეყნდა 'Textured Glass in Architectural Photovoltaic Applications', გამოქვეყნებული Clean Engineering and Technology-ში. ლუბლინის იოანე პავლე II-ის კათოლიკური უნივერსიტეტის გარდა, კვანიცკი ასევე ასოცირდება პოლონურ ფოტოელექტრული მიმწოდებელ ML Systems-თან.

გამოყენებისას BIPV პროექტების , განსაკუთრებით ქალაქებში, სამშენებლო დიზაინერებს ასევე ძალიან აწუხებთ ფოტოელექტრული სამშენებლო მასალების სინათლის არეკვლის პრობლემა. ამ BIPV პროექტებისთვის სინათლის არეკვლის მკაცრი მოთხოვნებით, ელექტროენერგიის გამომუშავების შუშის ზედაპირი შეიძლება იყოს გაყინული, რათა მიაღწიოს სინათლის ასახვის დაბალი ეფექტის მიღწევას.