Nowa technologia fotowoltaiczna dla wymagających konstrukcji
Naukowcy ze Szwajcarii i Austrii opracowali nowatorski, pozbawiony szkła moduł fotowoltaiczny. Jego masa wynosi poniżej 6 kg/m², co czyni go idealnym rozwiązaniem dla starszych budynków i lekkich dachów. Moduł łączy w sobie niską wagę, wysoką trwałość mechaniczną i odporność na czynniki atmosferyczne.
Struktura bez szkła – rozwiązanie dla BIPV
Celem badań było dostosowanie modułów PV do zastosowań zintegrowanych z budynkami (BIPV), takich jak fasady i dachy o ograniczonej nośności. Kluczowym aspektem była redukcja masy bez pogorszenia adekwatności użytkowych. Główny projekt modułu opiera się na warstwowej strukturze typu „sandwich”, z rdzeniem z polipropylenu o strukturze plastra miodu i zewnętrznymi warstwami z kompozytu zbrojonego włóknem szklanym.
Zastosowano również polimerowe powłoki frontowe, które zastępują tradycyjne szkło. Dodatkowo, w niektórych wersjach modułu użyto barwionej folii, by zwiększyć walory estetyczne.
Skład modułu i testy wytrzymałościowe
Moduł składał się z kompozytowego tylnego panelu zbudowanego z warstw wzmacnianych włóknem szklanym, pomiędzy którymi znajdował się lekki rdzeń o strukturze plastra miodu. Pozostałe elementy to: elastomer poliolefinowy (POE) bez dodatków chroniących przed promieniowaniem UV, ogniwa PERC w formacie M2, barwiona folia oraz polimerowa warstwa frontowa.
Przetestowano dwa warianty warstw z polipropylenu o gęstości włókien wynoszącej 820 i 660 g/m². Wyższa gęstość włókien przełożyła się na większą sztywność konstrukcji. Moduły poddano serii badań starzeniowych, obejmujących m.in. 2 000 godzin w warunkach podwyższonej wilgotności, 400 cykli zmian temperatury, działanie promieniowania UV o łącznej energii 60 kWh/m² oraz 40 cykli na przemian wilgotnych i mroźnych. Spadek mocy nie przekroczył 5%.
Według Antonina Faesa, współautora badań, uzyskane wyniki przekroczyły oczekiwania:
„Niska degradacja w trudnych warunkach środowiskowych, przekraczających normy IEC 61215:2021, przeszła nasze oczekiwania”.
Próby z ogniem i gradem
Moduł wytrzymał uderzenia kul gradowych o średnicy 25 mm. W testach ogniowych rdzeń o strukturze plastra miodu uległ uszkodzeniu, ale spełnił wymogi klasy E zgodnie z normą ISO 11925.
Wpływ koloru na wydajność modułów
Moduły bez koloru osiągnęły sprawność na poziomie 19,4%. Dla wersji z kolorem szarym sprawność spadła do 14,28%, a dla beżowego – do 11,92%. Estetyka wiąże się więc z pewnym kompromisem energetycznym.
Dalsze prace i monitorowanie w rzeczywistych warunkach
Trwają dalsze badania terenowe modułów zainstalowanych na elewacji budynku w klimacie środkowoeuropejskim. Celem jest analiza ich działania w codziennych warunkach. Wyniki zostaną zaprezentowane na konferencji EU PVSEC 2025 w ramach prezentacji „Façade Application of Light-Weight Glass-Free Colored PV Modules”.
Zobacz również:- HiTHIUM wprowadza do masowej produkcji pierwsze na świecie ogniwo kAh. Nowa era magazynowania długoterminowego
- Panele słoneczne zwiększają wzrost roślin o 90%. Przełomowe wyniki z Kolorado
- Jak zoptymalizować ustawienie paneli PV w górach? Szwajcarscy naukowcy badają wpływ śniegu i refleksów świetlnych
