Ερευνητές από ελβετικά και αυστριακά ιδρύματα παρουσίασαν ένα νέο σχέδιο το οποίο είναι δομικά ανθεκτικό
Ερευνητές από ελβετικά και αυστριακά ιδρύματα παρουσίασαν ένα νέο σχέδιο για ένα φωτοβολταϊκό πάνελ πυριτίου χωρίς γυαλί και δομικά ανθεκτικό.
Με βάρος κάτω από 6 kg/m2, η στοχευμένη εφαρμογή είναι οι ανακαινίσεις στεγών και οι προσόψεις παλαιότερων κτιρίων.
Για να καταστούν τα φωτοβολταϊκά πάνελ πυριτίου καταλληλότερα για εφαρμογές ενσωματωμένων φωτοβολταϊκών (BIPV) κτιρίων (όπως προσόψεις χαμηλού φορτίου, καθώς και στέγες παλαιότερων κτιρίων και αποθηκών), ερευνητές με έδρα την Ελβετία και την Αυστρία κατασκεύασαν νέα πάνελ χωρίς γυαλί.
«Η έρευνα υποκινήθηκε από την επείγουσα ανάγκη για ελαφριές, οπτικά ελκυστικές και δομικά ανθεκτικές φωτοβολταϊκές πάνελ κατάλληλες για ενσωμάτωση σε κτίρια - ειδικά για ανακαίνιση παλαιότερων κτιρίων και ελαφριών στεγών που δεν μπορούν να υποστηρίξουν παραδοσιακές φωτοβολταϊκές πάνελ με βάση το γυαλί», δήλωσε στο pv-magazine ο Umang Bhupatrai Desai (συντάκτης της έρευνας).
Συνοπτικά το σχέδιο
Ο σχεδιασμός περιελάμβανε ένα στοιχείο πίσω φύλλου κατασκευασμένο από πυρήνα πολυπροπυλενίου σε σχήμα κηρήθρας ανάμεσα σε σύνθετα περιβλήματα ενισχυμένα με υαλονήματα σε μια δομή σάντουιτς την οποία ο Desai σημείωσε ότι ήταν «πολύ υποσχόμενη» λόγω της μηχανικής ακαμψίας και του χαμηλού βάρους της.
Επιπλέον, τα πολυμερικά μπροστινά φύλλα διερευνήθηκαν ως «εναλλακτικές λύσεις αντί για γυαλί για τη μείωση του βάρους», διατηρώντας παράλληλα την οπτική απόδοση. Επιπλέον, ενσωματώθηκε ενθυλακωμένο έγχρωμο φύλλο σε ορισμένα από τα δομοστοιχεία.
«Αυτός ο συνδυασμός στόχευε στην αντιμετώπιση τόσο της μηχανικής αξιοπιστίας όσο και των αισθητικών απαιτήσεων της αγοράς BIPV», εξήγησε ο Desai.
Στοιχεία του πάνελ
Τα στοιχεία του πάνελ ήταν τα εξής: ένα σύνθετο πίσω φύλλο που αποτελείται από πολυμερές ενισχυμένο με υαλονήματα (GFRP) περίβλημα, πολυμερικό κυψελωτό περίβλημα, δέρμα GFRP, εμπορικά διαθέσιμο ενθυλακωτικό ελαστομερούς πολυολεφίνης (POE) χωρίς πρόσθετα UV, κυψέλες οπίσθιας σύνδεσης μονο-επιφανειακού παθητικοποιημένου εκπομπού (PERC) μεγέθους M2, ενθυλακωτικό, έγχρωμο φύλλο, ενθυλακωτικό και πολυμερικό μπροστινό φύλλο.
Τα δοκιμαστικά των ερευνητών
Οι ερευνητές αξιολόγησαν 2 παραλλαγές δέρματος πολυπροπυλενίου με πυκνότητες ινών 820 και 660 g/m2, με την υψηλή πυκνότητα ινών να παρουσιάζει μεγαλύτερη ακαμψία.
Άλλες μηχανικές και περιβαλλοντικές δοκιμές γήρανσης, όπως 2.000 ώρες υγρασίας, 400 θερμικοί κύκλοι, έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία 60 kWh/m2 και 40 κύκλοι υγρασίας-παγώματος, ολοκληρώθηκαν παράλληλα με αποτέλεσμα απώλεια ισχύος μικρότερη από 5%.
Διεξήχθησαν επίσης δοκιμές πρόσκρουσης χαλαζιού και ανάφλεξης πυρκαγιάς.
Όσον αφορά την επίδραση των χρωματιστών φύλλων στην απόδοση της μονάδας PERC, η απόδοση της μονάδας χωρίς χρώμα ήταν 19,4%, η οποία μειώθηκε σε 14,28% για το σκούρο γκρι χρώμα και 11,92% για το μπεζ χρώμα.
Προγραμματίζονται περαιτέρω δοκιμές μονάδων και σχετικές εργασίες. «Αυτή τη στιγμή παρακολουθούμε την απόδοση αυτών των μονάδων με τη μορφή πρόσοψης για να κατανοήσουμε την απόδοσή τους στην πραγματική εξωτερική λειτουργία στο κλίμα της Κεντρικής Ευρώπης», δήλωσε ο Faes.
Η ερευνητική ομάδα περιελάμβανε μέλη από την École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), το Center Suisse d’Electronique et de Microtechnique (CSEM), το Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik (OFI), το Polymer Competence Center Leoben GmbH (PCCL) και το Montanuniversität Leoben.
Η ομάδα παρουσίασε τον σχεδιασμό και τα αποτελέσματα των δοκιμών της μονάδας στο «Novel Mechanically Robust and Environmentally Stable Light-Weight Colored Photovoltaic Modules Based on Composite Polymer Backsheets», που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Solar RRL.
www.worldenergynews.gr
