Niemieccy badacze pracują nad nowatorskimi rozwiązaniami do fasad solarnych

Fotowoltaika zintegrowana z budynkami umożliwia generowanie energii elektrycznej bezpośrednio tam, gdzie jest ona potrzebna. W niemieckim centrum Fraunhofera CSP w ramach nowego projektu badacze analizują procesy produkcyjne łączenia modułów PV z komponentami aluminiowymi do zastosowania na fasadach fotowoltaicznych, aby zapewnić wydajne wytwarzanie energii, swobodę projektowania architektonicznego i konkurencyjne kosztowo procesy produkcyjne.

Jak przypomina centrum Fraunhofera CSP  (Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics, Centrum Fraunhofera ds. Fotowoltaiki Krzemowej), zgodnie z federalnymi celami do 2030 r. 65 proc. zużycia energii elektrycznej w Niemczech ma być pokrywane ze źródeł odnawialnych. Ważną rolę w tym procesie ma odegrać fotowoltaika – coraz częściej z wykorzystaniem również modułów PV bezpośrednio zintegrowanych z elewacjami budynków (Building Integrated Photovoltaics, BIPV).

Rozwiązanie BIPV otwiera szerokie możliwości wytwarzania zrównoważonej energii elektrycznej z uwagi na bliskość między producentem a konsumentem, co jest jedną z jego największych zalet. Do innych zalet należy szeroki zakres opcji projektowych z możliwością zastosowania estetycznych rozwiązań.

REKLAMA

Projekt „AluPV”

Właśnie rozwiązania BIPV są punktem wyjścia dla projektu „AluPV”, nad którym wspólnie pracują: Fraunhofer CSP, MN Metall, VHF Plan Liesenhoff, Baltic Renewable Partners, Solarnative i Institute for Solar Energy Research. Projekt ma trwać do końca 2025 r.

Uczestnicy projektu „AluPV” opracowują nowe procesy produkcyjne i kombinacje materiałów, łącząc konstrukcje metalowe fasad z fotowoltaiką.

Chcemy wdrożyć nowy kompozyt fasad aluminiowych i modułów PV. Skupiamy się również na dalszym rozwoju lekkich profili, co ma pomóc w zminimalizowania całkowitej masy. Jednak zamiast pracochłonnego ukrywania ogniw słonecznych opracowujemy innowacyjny modułowy system fasadowy, który umożliwia nowe stopnie swobody w projektowaniu fasad zintegrowanych z fotowoltaiką – powiedział Ringo Koepge, członek grupy Moduły PV, Komponenty i Produkcja we Fraunhofer CSP.

Kluczowe kwestie obejmują mi.in. przyczepność modułów do powierzchni aluminiowych, możliwości laminowania ciągów ogniw słonecznych, unikanie pękania szkła i rozciągania czy zginania metalowej elewacji. Przedmiotem badań są także koncepcja elektryczna i rozwiązania mechaniczne umożliwiające szybką i łatwą instalację oraz łatwą wymianę zintegrowanych z budynkiem modułów fotowoltaicznych, a także ekologiczne i ekonomiczne połączenie materiałów.

REKLAMA

Materiały pod lupą

Obecne prace badawcze koncentrują się na przetwarzaniu różnych typów materiałów, takich jak szkło, polimery i aluminium. Jak podkreśla Fraunhofer CSP, połączenie materiałów o dużych różnicach w rozszerzalności cieplnej odgrywa decydującą rolę zarówno procesie produkcji, jak i w późniejszym zastosowaniu na elewacji. Instytuty pracują nad opracowaniem rozwiązań do późniejszej implementacji przemysłowej.

Fraunhofer CSP wskazuje, że w dalszej części projektu zespół chce zapewnić wsparcie we wszystkich kwestiach technologicznych i materiałowych w zakresie obróbki materiałów oraz projektowania modułów. Dzięki fachowej wiedzy badaczy i możliwościom produkcji fotowoltaicznej dostępnym w instytucie możliwe jest opracowanie wariantów i struktur materiałowych różnych technologii modułowych oraz porównanie ich z wymaganiami technologii produkcji aluminiowych elementów elewacyjnych.

Badacze podkreślają, że przeprowadzane w toku projektu analizy niezawodności zapewniają spełnienie wymogów bezpieczeństwa i wydanie niezbędnych certyfikatów dla opracowanych rozwiązań. Jednocześnie instytuty pracują nad opracowaniem nowego podejścia metodologicznego, zwłaszcza w kontekście integracji budynków z PV. Ma to być podstawa dalszych ulepszonych analiz w celu zapewnienia jakości materiałów stosowanych w zintegrowanych z budynkami instalacjach fotowoltaicznych.

Wstępne wyniki dotyczące kontroli i charakterystyki procesu naukowcy z Fraunhofer CSP mieli zaprezentować w Wiedniu na tegorocznych targach EU PVSEC, które odbywały się 23-27 września.