Ako funguje textúrované sklo v BIPV?

Výskumníci z Poľska hodnotili, ako sa textúrované sklo používa ako predný kryt fotovoltaické materiály integrované do budovy ovplyvňujú výkon. Zistili, že výkon je o 5 % nižší v porovnaní s komponentmi na báze tradičného skla, pričom parametre odrazu dosahujú až 88 % v spektre viditeľného svetla.

Vedci z Katolíckej univerzity Jána Pavla II. v Lubline v Poľsku analyzovali optické a elektrické parametre štruktúrovaného skla vo fotovoltaických systémoch integrovaných do budovy (BIPV). Zistili, že tento typ skla môže výrazne ovplyvniť fotovoltaickú generáciu a zvýšiť odraz svetla. 'V mestských inštaláciách je dôležitým parametrom nízka hodnota odrazivosti , ktorá znižuje odraz svetla, ktorý by mohol oslepiť vodičov,' povedal Paweł Wanicki, hlavný autor štúdie. 'Keďže sa BIPV stáva čoraz populárnejším, rozširuje sa jeho inštalácia fasády, steny budov a rôzne druhy skiel , ich estetické hľadisko sa stalo jedným z kľúčových parametrov.'

Textúrované sklo sa vyrába zahrievaním sklenených tabúľ, aby zmäkli, a potom ich tvarovaním pomocou rytých valcov. Vo svojej štúdii vedci použili dva typy komerčne dostupných štruktúrovaných sklenených tabúľ. Prvá vzorka má povrchovú morfológiu s výškovým rozdielom 45 mikrometrov, zatiaľ čo druhá vzorka spadá do rozsahu 10 mikrometrov. Vzorka 1 má pravidelný vzor s charakteristickým priemerom 400 mikrometrov, zatiaľ čo vzorka 2 má nepravidelný vzor s vlastnosťami v rozsahu od 50 mikrometrov do viac ako 1 milimeter.

Celkovo boli postavené tri moduly – jeden so vzorkou 1, druhý so vzorkou 2 a posledný s referenčným čírym sklom. Vo všetkých prípadoch bola laminátová fólia umiestnená medzi sklo a článok a nameraný výkon dodávaný balíčkom bol 2,89 W. Nameraný faktor naplnenia holého článku bol 71 %, napätie naprázdno 0,699 V a skratový prúd 5,83 A.

'Podľa výpočtov sú hodnoty priamej absorpcie slnečnej energie referenčnej vzorky takmer 13-krát a 5-krát nižšie ako hodnoty vzoriek 1 a 2,' uviedli vedci. Pre obe vzorky s textúrou je priepustnosť v blízkej infračervenej oblasti (NIR) výrazne nižšia ako u referenčného skla. Okrem toho pre vzorku s pravidelným vzorom povrchu (vzorka 1) je priepustnosť v infračervenej (IR) oblasti o niečo nižšia v porovnaní s nepravidelnou vzorkou (vzorka 2). Nameraná odrazivosť vo viditeľnej oblasti (VIS) je výrazne nižšia: 8,5-krát nižšia pre vzorku 1 a 1,6-krát nižšia pre vzorku 2. '

Čo sa týka elektrického výkonu, referenčný článok nameral maximálny výkon 2,86 W; vzorka 1 mala výkon 2,79 W a vzorka 2 mala výkon 2,74 W. Faktor plnenia, napätie naprázdno a skratový prúd referenčného modulu boli 72,4 %, 0,73 V a 5,425 A. Vzorka 1 mala napätie 72,9 %, 0,727 V ​​a 5,27 A, zatiaľ čo vzorka 2 mala napätie 73,2 %, 0,728 V a 5,143 A.

Analýza ukázala, že výťažok energie v moduloch využívajúcich textúrované sklo bol o 5 % nižší a parametre odrazu boli až o 88 % vyššie v oblasti VIS v porovnaní s modulmi založenými na konvenčnom skle.

'Keďže infračervené žiarenie má na kremíkové fotovoltaické články niekoľko negatívnych účinkov, vrátane obmedzenej absorpcie energie, tepelných účinkov vedúcich k zníženej účinnosti, materiálových obmedzení a optických strát v dôsledku rekombinácie nosičov - aplikácia textúrovaného skla vo fotovoltaických moduloch je zisková,' uzavreli akademici. Okrem toho dlhodobé vystavenie infračervenému žiareniu urýchľuje degradáciu materiálu, čím ovplyvňuje stabilitu a životnosť fotovoltaických modulov.

Ich zistenia boli publikované v „Textured Glass in Architectural Photovoltaic Applications“, publikovanom v časopise Clean Engineering and Technology. Okrem Katolíckej univerzity Jána Pavla II. v Lubline je Kwanicki spojený aj s poľským dodávateľom fotovoltiky ML Systems.

Pri aplikácii projektov BIPV , najmä tých, ktoré sa nachádzajú v mestách, sa stavební dizajnéri veľmi obávajú problému odrazu svetla fotovoltaických stavebných materiálov. Pre tieto projekty BIPV s prísnymi požiadavkami na odraz svetla môže byť povrch skla na výrobu energie matný, aby sa dosiahol nižší efekt odrazu svetla.