Hur fungerar texturerat glas i BIPV?

Forskare från Polen utvärderade hur texturerat glas används som frontpärm för byggnadsintegrerade solcellsmaterial påverkar prestandan. De fann att uteffekten är 5 % lägre jämfört med komponenter baserade på traditionellt glas, med reflektionsparametrar som når upp till 88 % i det synliga ljusspektrumet.

Forskare från Johannes Paulus II katolska universitet i Lublin, Polen, analyserade de optiska och elektriska parametrarna för texturerat glas i byggnadsintegrerade solcellssystem (BIPV). De fann att den här typen av glas avsevärt kan påverka fotovoltaisk produktion och öka ljusreflektionen. 'I urbana installationer är en viktig parameter det låga reflektansvärdet , vilket minskar ljusreflektion som kan förblinda förare,' säger Paweł Wanicki, huvudförfattaren till studien. 'I takt med att BIPV blir allt mer populärt, utökar sin installation på fasader, byggnadsväggar och olika typer av glas , dess estetiska aspekter har blivit en av nyckelparametrarna.'

Texturerat glas tillverkas genom att värma upp glasskivor för att mjuka upp dem och sedan forma dem genom graverade rullar. I sin studie använde forskarna två typer av kommersiellt tillgängliga texturerade glasskivor. Det första provet har en ytmorfologi med en höjdvariation på 45 mikrometer, medan det andra provet faller inom ett område av 10 mikrometer. Prov 1 har ett regelbundet mönster med en karakteristisk diameter på 400 mikrometer, medan prov 2 har ett oregelbundet mönster med egenskaper som sträcker sig från 50 mikrometer till över 1 millimeter.

Totalt byggdes tre moduler – en med prov 1, en annan med prov 2 och den sista med klart referensglas. I samtliga fall placerades laminatfolien mellan glaset och cellen och effekten som levererades av förpackningen uppmättes till 2,89 W. Den kala cellen uppmättes ha en fyllnadsfaktor på 71 %, en öppen spänning på 0,699 V och en kortslutningsström på 5,83 A.

'Enligt beräkningar är de direkta solenergiabsorptionsvärdena för referensprovet nästan 13 gånger och 5 gånger lägre än de för prov 1 respektive 2,' sa forskarna. För båda texturerade proverna är transmittansen i den nära-infraröda (NIR) regionen betydligt lägre än den för referensglaset. Dessutom, för provet med ett regelbundet ytmönster (prov 1), är transmittansen i det infraröda (IR) området något lägre jämfört med det oregelbundna provet (prov 2). Den uppmätta reflektansen i det synliga (VIS) området är betydligt lägre: 8,5 gånger lägre för prov 1 och 1,6 gånger lägre för prov 2. '

När det gäller elektrisk prestanda mätte referenscellen en maximal effekt på 2,86 W; prov 1 hade en effekt på 2,79 W och prov 2 hade en effekt på 2,74 W. Fyllfaktorn, öppen kretsspänning och kortslutningsström för referensmodulen var 72,4 %, 0,73 V respektive 5,425 A. Prov 1 hade en spänning på 72,9 %, 0,727 V ​​och 5,27 A, medan prov 2 hade en spänning på 73,2 %, 0,728 V och 5,143 A.

Analysen visade att effektutbytet i moduler som använder texturerat glas var 5 % lägre och reflektionsparametrarna var upp till 88 % högre i VIS-regionen jämfört med moduler baserade på konventionellt glas.

'Eftersom infraröd strålning har flera negativa effekter på kiselfotovoltaiska celler, inklusive begränsad energiabsorption, termiska effekter som leder till minskad effektivitet, materialbegränsningar och optiska förluster på grund av rekombination av bärare - är tillämpningen av texturerat glas i solcellsmoduler lönsamt,' avslutade akademikerna. Dessutom påskyndar långvarig exponering för infraröd strålning materialnedbrytning, vilket påverkar stabiliteten och livslängden för solcellsmoduler.

Deras resultat publicerades i 'Textured Glass in Architectural Photovoltaic Applications,' publicerad i Clean Engineering and Technology. Förutom John Paul II Catholic University i Lublin är Kwanicki också associerad med den polska solcellsleverantören ML Systems.

Vid tillämpningen av BIPV-projekt , särskilt de som ligger i städer, är byggkonstruktörer också mycket oroade över ljusreflektionsproblemet hos solcellsbyggnadsmaterial. För dessa BIPV-projekt med stränga krav på ljusreflektion kan ytan på kraftgenereringsglaset frostas för att uppnå en lägre ljusreflektionseffekt.