Солнечные энергетические решения для фасадов

Фотоэлектрические элементы обычно находятся на крышах домов поскольку, именно там солнечное излучение является самым мощным. Однако, как выяснили исследователи из CSP-центра Фраунгофера, фотоэлектрические элементы на фасадах могут быть полезным способом дополнить систему электропитания.

При надлежащем проектировании они могут быть привлекательным образом интегрированы и обеспечивать на 50 % больше энергии, чем существующие типы настенных фотоэлементов. Даже бетонные стены подходят.

Привлекательные солнечные фасады 

Фотоэлектрические элементы находятся на крыше - в конце концов, именно там они получают больше солнечного света. Но это только отчасти верно: имеет смысл дополнительно устанавливать фотоэлементы на фасады. С одной стороны, они используют неиспользуемое пространство, а с другой, энергия, которую они собирают, может полезно дополнить электропитание. Однако в настоящее время этим преимуществом пользуется мало хозяйств, так как солнце обычно светит на фасад под не лучшим углом, а сами элементы, как правило, не являются эстетически привлекательными.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

В своем проекте SOLAR.shell исследователи из Центра кремниевой фотовольтаики Фраунгофера в Галле, вместе с архитекторами из Лейпцигского университета прикладных наук (HTWK Leipzig), показали новое решение. Они представили солнечный фасад, исправляющий эти проблемы. «Фотоэлектрические элементы, встроенные в этот фасад, обеспечивают на 50% больше солнечной энергии, чем модули, установленные перпендикулярно на стенах зданий», - говорит Себастьян Шиндлер, руководитель проекта Fraunhofer CSP. «Плюс фасад предлагает визуальную привлекательность». Архитекторы HTWK разработали идею и дизайн. Как отдельные фотоэлектрические элементы должны быть наклонены, чтобы захватить как можно больше солнечного излучения? Насколько большими должны быть модули и сколько солнечных элементов в идеале они должны включать? Выводы команды были представлены в демонстрационной установке размером 2х3 метра из алюминиевых композитных панелей с девятью встроенными солнечными модулями. Эксперты Фраунгофера предложили свой опыт, советы и помощь,

В сотрудничестве с HTWK Leipzig и TU Dresden исследователи CSP Фраунгофера также разработали подходящие варианты для интеграции фотоэлектрических элементов в бетонные фасады - в частности, в фасады из углеродного бетона, материала, разработанного консорциумом из более чем 150 партнеров в «C3—Carbon Concrete Composite». Требуемая стабильность бетона обеспечена углеродными волокнами, а не стальной арматурой. «В CSP Фраунгофера мы проанализировали, как фотоэлектрические элементы лучше всего могут быть установлены на этих видах фасадов из углеродного бетона, то есть, как получить оптимальный результат, сочетая этот новый бетон с производством солнечной энергии», - объясняет Шиндлер.

С этой целью исследователи разработали три различных концепции и метода для встраивания фотоэлектрических элементов в фасадные секции. Солнечные модули могут быть включены либо непосредственно при заливке бетонных секций, либо могут быть наслоены на бетонные плиты или приклеены к ним. Модули также могут быть прикреплены к бетонным плитам с помощью шпилек, винтовых соединений или других средств, облегчающих демонтаж для технического обслуживания или ремонта. «Мы смогли продемонстрировать, что все три варианта монтажа технически осуществимы», - говорит Шиндлер.

Одной из основных проблем является обеспечение совместимости метода, используемого для изготовления бетонных секций, с требуемой точностью размеров фотоэлектрических модулей. Это делается, например, путем заливки бетонных деталей с углублением, которое идеально подходит для размещения модуля. Таким образом, желаемая ориентация относительно солнечного излучения и общий дизайн сохраняются. «Точность размеров должна быть реализована непосредственно в конкретном разделе», - говорит Шиндлер. Также необходимо убедиться, что фотоэлектрические модули не закреплены там, где бетон особенно тонкий или там, где расположены углеродные волокна, так как это ухудшит прочность элементов фасада. С тех пор проект был успешно завершен.

В рамках последующего проекта SOLARcon, также в сотрудничестве с HTWK Leipzig и TU Dresden, а также двумя корпоративными партнерами, который был запущен в ноябре 2019 года, специалисты Фраунгофера в настоящее время создают рыночные решения для интеграции фотоэлектрических модулей в сборные бетонные плиты. Выдержит ли солнечная батарея долгую эксплуатацию? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи Фраунгофера проводят соответствующие испытания на выносливость как на фотоэлектрических компонентах, так и на бетоне.

Как поверхность ведет себя при различных погодных условиях? Что показывают ускоренные тесты на старение? В дополнение к подходу, основанному на эксперименте, моделирование также стоит на повестке дня, в частности, методы конечных элементов. Это позволяет экспертам рассчитать, например, как бетон и точка крепления фотоэлемента нагреваются при высоких температурах. опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet