Zastosowanie betonu poprawi wydajność modułu fotowoltaicznego
W niedawno przeprowadzonych badaniach naukowcy z Włoch wykazali, że zastosowanie przy budowie modułów fotowoltaicznych elementu betonowego w roli radiatora może zwiększyć nawet o 9 proc. wydajność generacji prądu i czterokrotnie wydłużyć żywotność ogniwa cienkowarstwowego.
Badania naukowców z Politechniki Turyńskiej miały na celu sprawdzenie, jaki efekt przyniesie zastosowanie cienkiej płytki na bazie betonu, która ze względu na swoje właściwości fizykochemiczne może spełniać rolę radiatora w procesie chłodzenia modułu fotowoltaicznego, a tym samym podnieść wydajność jego pracy.
W pierwszym etapie naukowcy stworzyli cienką płytkę bazującą na zaczynie cementowym. Następnie płytka ta została przymocowana do cienkowarstwowego ogniwa słonecznego. Jak czytamy w pracy naukowej, ogniwo słoneczne i betonowy radiator są ze sobą połączone termicznie. Cienkowarstwowe ogniwo słoneczne pochłania światło w zakresie widzialnym UV, natomiast warstwa radiatora emituje promieniowanie cieplne, ochładzając ogniwo bez konieczności używania dodatkowej energii.
Wyniki badań wykazały, że zastosowanie betonowego radiatora może obniżyć temperaturę roboczą krzemowych ogniw cienkowarstwowych nawet o 20 st. C, co ostatecznie może doprowadzić do poprawy wydajności o około 9 proc. i wydłużenia żywotności o około 400 proc., choć – jak piszą naukowcy – są to wartości z górnej granicy.
Niski koszt i wyższa efektywność
Badacze spodziewają się, że połączenie materiałów betonowych i ogniw fotowoltaicznych może okazać się atrakcyjne dla projektów z zakresu BIPV, głównie ze względu na niski koszt samego cementu oraz dużą wytrzymałość betonu. Koncepcja połączenia materiałów mogłaby sprawdzić się przy produkcji dachówek betonowych, w które będą wkoponowywane ogniwa słoneczne.
Ewentualne wyższe koszty związane z wykonywaniem poszczególnych operacji łączenia betonu i ogniw słonecznych mają być, zdaniem naukowców, niwelowane, kiedy weźmie się pod uwagę zwiększenie wydajności systemu oraz jego wydłużoną żywotność.
Potrzebne dalsze badania
Jednocześnie badacze przyznają, że projekt nie jest doskonały i prace laboratoryjne powinny być kontynuowane. Należy dążyć do opracowania najbardziej optymalnego składu chemicznego i mikrostrukturalnego cementu, dodając odpowiednie kruszywa do zaczynu. Następnie trzeba dokładnie scharakteryzować i zoptymalizować transfer ciepła z ogniwa do płytki betonowej. W końcu należy wybudować moduł w większej skali i ostatecznie udowodnić skuteczność zaproponowanego rozwiązania.
Więcej na temat badań można przeczytać w artykule pod tym linkiem.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
