Kính kết cấu hoạt động như thế nào trong BIPV?

Các nhà nghiên cứu từ Ba Lan đã đánh giá cách kết cấu kính được sử dụng làm bìa trước cho vật liệu quang điện tích hợp trong tòa nhà ảnh hưởng đến hiệu suất. Họ nhận thấy rằng công suất đầu ra thấp hơn 5% so với các thành phần làm từ kính truyền thống, với thông số phản xạ đạt tới 88% trong phổ ánh sáng khả kiến.

Các nhà khoa học từ Đại học Công giáo John Paul II ở Lublin, Ba Lan, đã phân tích các thông số quang học và điện của kính kết cấu trong hệ thống quang điện tích hợp trong tòa nhà (BIPV). Họ phát hiện ra rằng loại kính này có thể tác động đáng kể đến việc tạo ra quang điện và tăng phản xạ ánh sáng. Paweł Wanicki, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Trong lắp đặt ở đô thị, một thông số quan trọng là giá trị phản xạ thấp , giúp giảm phản xạ ánh sáng có thể làm mù người lái xe”. 'Khi BIPV ngày càng trở nên phổ biến, việc mở rộng cài đặt trên mặt tiền, tường xây dựng và các loại kính khác nhau , khía cạnh thẩm mỹ của nó đã trở thành một trong những thông số quan trọng.'

Kính kết cấu được tạo ra bằng cách nung nóng các tấm kính để làm mềm chúng, sau đó tạo hình chúng thông qua các con lăn khắc. Trong nghiên cứu của mình, các nhà nghiên cứu đã sử dụng hai loại tấm kính có kết cấu thương mại. Mẫu đầu tiên có hình thái bề mặt với sự thay đổi chiều cao là 45 micromet, trong khi mẫu thứ hai nằm trong phạm vi 10 micromet. Mẫu 1 có hoa văn thông thường với đường kính đặc trưng là 400 micromet, trong khi Mẫu 2 có hoa văn không đều với các đặc điểm từ 50 micromet đến hơn 1 mm.

Tổng cộng, ba mô-đun đã được chế tạo—một mô-đun có mẫu 1, mô-đun khác có mẫu 2 và mô-đun cuối cùng có kính trong suốt tham chiếu. Trong mọi trường hợp, lá mỏng được đặt giữa kính và tế bào và công suất do gói cung cấp đo được là 2,89 W. Tế bào trần được đo có hệ số lấp đầy là 71%, điện áp mạch hở là 0,699 V và dòng điện ngắn mạch là 5,83 A.

Các nhà nghiên cứu cho biết: 'Theo tính toán, giá trị hấp thụ năng lượng mặt trời trực tiếp của mẫu tham chiếu thấp hơn lần lượt gần 13 lần và 5 lần so với mẫu 1 và 2'. Đối với cả hai mẫu có kết cấu, độ truyền qua ở vùng cận hồng ngoại (NIR) thấp hơn đáng kể so với kính tham chiếu. Hơn nữa, đối với mẫu có kiểu bề mặt đều đặn (Mẫu 1), độ truyền qua ở vùng hồng ngoại (IR) thấp hơn một chút so với mẫu không đều (Mẫu 2). Độ phản xạ đo được trong vùng nhìn thấy (VIS) thấp hơn đáng kể: thấp hơn 8,5 lần đối với mẫu 1 và thấp hơn 1,6 lần đối với mẫu 2. '

Đối với hiệu suất điện, tế bào tham chiếu đo được công suất tối đa là 2,86 W; mẫu 1 có công suất 2,79 W và mẫu 2 có công suất 2,74 W. Hệ số lấp đầy, điện áp mạch hở và dòng điện ngắn mạch của mô-đun tham chiếu lần lượt là 72,4%, 0,73 V và 5,425 A. Mẫu 1 có điện áp 72,9%, 0,727 V ​​và 5,27 A, trong khi mẫu 2 có điện áp 73,2%, 0,728 V và 5,143 A.

Phân tích cho thấy hiệu suất năng lượng trong các mô-đun sử dụng kính kết cấu thấp hơn 5% và các thông số phản xạ ở vùng VIS cao hơn tới 88% so với các mô-đun dựa trên kính thông thường.

Các học giả kết luận: “Vì bức xạ hồng ngoại có một số tác động tiêu cực đến tế bào quang điện silicon, bao gồm khả năng hấp thụ năng lượng hạn chế, hiệu ứng nhiệt dẫn đến giảm hiệu suất, hạn chế về vật liệu và tổn thất quang học do tái hợp hạt mang điện - việc ứng dụng kính kết cấu trong các mô-đun quang điện mang lại lợi nhuận”. Ngoài ra, việc tiếp xúc lâu dài với bức xạ hồng ngoại sẽ làm tăng tốc độ xuống cấp của vật liệu, do đó ảnh hưởng đến độ ổn định và tuổi thọ của các mô-đun quang điện.

Phát hiện của họ đã được công bố trên tạp chí 'Kính có kết cấu trong các ứng dụng quang điện kiến ​​trúc', được xuất bản trên tạp chí Kỹ thuật và Công nghệ sạch. Ngoài Đại học Công giáo John Paul II ở Lublin, Kwanicki còn liên kết với nhà cung cấp quang điện ML Systems của Ba Lan.

Khi áp dụng các dự án BIPV , đặc biệt là các dự án ở thành phố, các nhà thiết kế xây dựng cũng rất quan tâm đến vấn đề phản xạ ánh sáng của vật liệu xây dựng quang điện. Đối với các dự án BIPV có yêu cầu nghiêm ngặt về phản xạ ánh sáng, bề mặt của kính phát điện có thể được làm mờ để đạt được hiệu ứng phản xạ ánh sáng thấp hơn.