Qual é o desempenho do vidro texturizado no BIPV?

Pesquisadores da Polônia avaliaram como o vidro texturizado usado como cobertura frontal para materiais fotovoltaicos integrados em edifícios afetam o desempenho. Eles descobriram que a potência é 5% menor em comparação com componentes baseados em vidro tradicional, com parâmetros de reflexão atingindo até 88% no espectro de luz visível.

Cientistas da Universidade Católica João Paulo II de Lublin, na Polônia, analisaram os parâmetros ópticos e elétricos do vidro texturizado em sistemas fotovoltaicos integrados em edifícios (BIPV). Eles descobriram que esse tipo de vidro pode impactar significativamente a geração fotovoltaica e aumentar a reflexão da luz. “Em instalações urbanas, um parâmetro importante é o baixo valor de refletância , que reduz o reflexo da luz que pode cegar os motoristas”, disse Paweł Wanicki, principal autor do estudo. 'À medida que o BIPV se torna cada vez mais popular, expandindo sua instalação em fachadas, paredes de edifícios e vários tipos de vidro , os seus aspectos estéticos tornaram-se um dos parâmetros chave.'

O vidro texturizado é feito aquecendo folhas de vidro para amolecê-las e depois moldando-as por meio de rolos gravados. Em seu estudo, os pesquisadores usaram dois tipos de folhas de vidro texturizadas disponíveis comercialmente. A primeira amostra possui uma morfologia superficial com variação de altura de 45 micrômetros, enquanto a segunda amostra fica na faixa de 10 micrômetros. A Amostra 1 apresenta um padrão regular com diâmetro característico de 400 micrômetros, enquanto a Amostra 2 apresenta um padrão irregular com características que variam de 50 micrômetros a mais de 1 milímetro.

No total, foram construídos três módulos – um com amostra 1, outro com amostra 2 e o último com vidro transparente de referência. Em todos os casos, a folha laminada foi colocada entre o vidro e a célula, e a potência fornecida pela embalagem foi medida em 2,89 W. A célula nua foi medida como tendo um fator de preenchimento de 71%, uma tensão de circuito aberto de 0,699 V e uma corrente de curto-circuito de 5,83 A.

“De acordo com os cálculos, os valores de absorção direta de energia solar da amostra de referência são quase 13 vezes e 5 vezes inferiores aos das amostras 1 e 2, respectivamente”, disseram os pesquisadores. Para ambas as amostras texturizadas, a transmitância na região do infravermelho próximo (NIR) é significativamente menor que a do vidro de referência. Além disso, para a amostra com padrão de superfície regular (Amostra 1), a transmitância na região do infravermelho (IR) é ligeiramente menor em comparação com a amostra irregular (Amostra 2). A refletância medida na região visível (VIS) é significativamente menor: 8,5 vezes menor para a amostra 1 e 1,6 vezes menor para a amostra 2. '

Quanto ao desempenho elétrico, a célula de referência mediu potência máxima de 2,86 W; a amostra 1 tinha uma potência de 2,79 W e a amostra 2 tinha uma potência de 2,74 W. O fator de preenchimento, a tensão de circuito aberto e a corrente de curto-circuito do módulo de referência foram 72,4%, 0,73 V e 5,425 A, respectivamente. A amostra 1 tinha tensão de 72,9%, 0,727 V ​​e 5,27 A, enquanto a amostra 2 tinha tensão de 73,2%, 0,728 V e 5,143 A.

A análise mostrou que o rendimento de potência em módulos que utilizam vidro texturizado foi 5% menor e os parâmetros de reflexão foram até 88% maiores na região VIS em comparação aos módulos baseados em vidro convencional.

“Como a radiação infravermelha tem vários efeitos negativos nas células fotovoltaicas de silício, incluindo absorção limitada de energia, efeitos térmicos que levam à eficiência reduzida, limitações de material e perdas ópticas devido à recombinação de portadores - a aplicação de vidro texturizado em módulos fotovoltaicos é lucrativa”, concluíram os acadêmicos. Além disso, a exposição prolongada à radiação infravermelha acelera a degradação do material, afetando assim a estabilidade e a vida útil dos módulos fotovoltaicos.

Suas descobertas foram publicadas em 'Vidro Texturizado em Aplicações Fotovoltaicas Arquitetônicas', publicado na Clean Engineering and Technology. Além da Universidade Católica João Paulo II em Lublin, Kwanicki também está associado ao fornecedor fotovoltaico polaco ML Systems.

Na aplicação de projetos BIPV , especialmente aqueles localizados em cidades, os projetistas de construção também estão muito preocupados com o problema de reflexão da luz nos materiais de construção fotovoltaicos. Para estes projetos BIPV com requisitos rigorosos de reflexão da luz, a superfície do vidro de geração de energia pode ser fosca para obter um menor efeito de reflexão da luz.