Як працює текстуроване скло в BIPV?

Дослідники з Польщі оцінили, як фактурне скло використовується як передня кришка інтегровані в будівлі фотоелектричні матеріали впливають на продуктивність. Вони виявили, що вихідна потужність на 5% нижча порівняно з компонентами на основі традиційного скла, а параметри відбиття досягають 88% у спектрі видимого світла.

Вчені з Люблінського католицького університету Івана Павла II, Польща, проаналізували оптичні та електричні параметри текстурованого скла в інтегрованих у будівлі фотоелектричних системах (BIPV). Вони виявили, що цей тип скла може значно впливати на генерацію фотоелектричної енергії та підвищувати відбиття світла. 'У міських об'єктах важливим параметром є низьке значення відбиття , яке зменшує відбиття світла, яке може засліпити водіїв', - сказав Павел Ваніцький, провідний автор дослідження. 'Оскільки BIPV стає все більш популярним, його встановлення розширюється фасади, стіни будівель та різні види скла , його естетичні аспекти стали одним із ключових параметрів».

Текстуроване скло виготовляється шляхом нагрівання скляних листів для їх розм’якшення, а потім надання їм форми за допомогою вигравіруваних валиків. У своєму дослідженні дослідники використовували два типи наявних у продажу листів текстурованого скла. Перший зразок має морфологію поверхні зі зміною висоти 45 мікрометрів, тоді як другий зразок потрапляє в діапазон 10 мікрометрів. Зразок 1 має регулярний візерунок із характерним діаметром 400 мікрометрів, тоді як зразок 2 має нерегулярний малюнок із деталями від 50 мікрометрів до понад 1 міліметра.

Загалом було побудовано три модулі: один із зразком 1, інший із зразком 2 і останній із еталонним прозорим склом. У всіх випадках ламінатну фольгу поміщали між склом і коміркою, а потужність, що постачалася упаковкою, становила 2,89 Вт. Виміряно, що оголена комірка мала коефіцієнт заповнення 71%, напруга холостого ходу 0,699 В і струм короткого замикання 5,83 А.

'Згідно з розрахунками, значення прямого поглинання сонячної енергії контрольного зразка майже в 13 разів і 5 разів нижчі, ніж у зразків 1 і 2 відповідно', - сказали дослідники. Для обох текстурованих зразків коефіцієнт пропускання в ближньому інфрачервоному (NIR) діапазоні значно нижчий, ніж у еталонного скла. Крім того, для зразка з регулярним малюнком поверхні (зразок 1) коефіцієнт пропускання в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні трохи нижчий порівняно з нерегулярним зразком (зразок 2). Виміряний коефіцієнт відбиття у видимій (VIS) області значно нижчий: у 8,5 разів нижчий для зразка 1 і в 1,6 разів нижчий для зразка 2. '

Що стосується електричних характеристик, еталонний елемент виміряв максимальну потужність 2,86 Вт; зразок 1 мав потужність 2,79 Вт, а зразок 2 – 2,74 Вт. Коефіцієнт заповнення, напруга холостого ходу та струм короткого замикання контрольного модуля становили 72,4%, 0,73 В та 5,425 А відповідно. Зразок 1 мав напругу 72,9%, 0,727 В і 5,27 А, а зразок 2 мав напругу 73,2%, 0,728 В і 5,143 А.

Аналіз показав, що вихідна потужність в модулях з текстурованим склом була на 5% нижчою, а параметри відбиття були до 88% вищими в області VIS порівняно з модулями на основі звичайного скла.

«Оскільки інфрачервоне випромінювання має ряд негативних наслідків для кремнієвих фотоелектричних елементів, включаючи обмежене поглинання енергії, термічні ефекти, що призводять до зниження ефективності, обмеження матеріалів і оптичні втрати через рекомбінацію носіїв, застосування текстурованого скла в фотоелектричних модулях є вигідним», — підсумували вчені. Крім того, тривалий вплив інфрачервоного випромінювання прискорює деградацію матеріалу, що впливає на стабільність і термін служби фотоелектричних модулів.

Їх висновки були опубліковані в 'Текстуроване скло в архітектурних фотоелектричних додатках', опублікованому в Clean Engineering and Technology. Окрім Католицького університету Івана Павла II у Любліні, Кваніцкі також пов’язаний з польським постачальником фотоелектричної енергії ML Systems.

При застосуванні проектів BIPV , особливо тих, що розташовані в містах, будівельники також дуже стурбовані проблемою відбиття світла фотоелектричних будівельних матеріалів. Для цих проектів BIPV із суворими вимогами до відбиття світла поверхня скла для виробництва електроенергії може бути матовою для досягнення меншого ефекту відбиття світла.