Científicos de la Universidad Católica Juan Pablo II de Lublin, Polonia, han analizado los parámetros ópticos y eléctricos del vidrio texturizado en la construcción de sistemas fotovoltaicos integrados (BIPV) y han descubierto que este tipo de vidrio puede afectar considerablemente a la generación de energía fotovoltaica. y aumentar la reflexión de la luz.
«En el caso de instalaciones en espacios urbanos, un parámetro importante es el bajo valor de reflexión y, en consecuencia, la reducción de los reflejos de la luz que pueden cegar a los conductores», afirmó el autor principal del estudio, Paweł Kwaśnicki. «Dado que BIPV se está volviendo cada vez más popular, amplía el alcance de la instalación en fachadas, paredes de edificios y varios tipos de acristalamiento, sus aspectos estéticos se convierten en uno de los parámetros clave».
Los vidrios texturizados se fabrican calentando láminas de vidrio, ablandándolas y luego pasándolas entre rodillos grabados. Para su investigación, los académicos utilizaron dos láminas de vidrio texturizado disponibles comercialmente. La primera muestra tenía una topografía de superficie con diferencias de altura de 45 μm, mientras que la segunda muestra estaba en el rango de 10 μm. La muestra 1 tenía un patrón regular, con rasgos de 400 μm de diámetro, mientras que en el caso de la muestra 2, el patrón era irregular, con objetos que oscilaban entre 50 μm y más de 1 mm.
En total, se construyeron tres módulos: uno con la muestra 1, el otro con la muestra 2 y el último con vidrio transparente de referencia. En todos los casos se colocó una lámina laminada entre el vidrio y la celda, que encapsulada medía 2,89 W. El factor de llenado de la celda desnuda se midió en 71%, su voltaje de circuito abierto en 0,699 V y su corriente de cortocircuito en 5,83 A.
«Según el cálculo, el valor de absorbancia solar directa para la muestra de referencia fue casi 13 y 5 veces menor que el de las muestras 1 y 2, respectivamente», dijeron los investigadores. “Para ambas muestras texturizadas, la transmitancia fue significativamente menor en la región del infrarrojo cercano (NIR) que en el vidrio de referencia. Además, para la muestra con un patrón de superficie regular (muestra 1), se observará una transmitancia ligeramente menor en la región infrarroja (IR) en comparación con la no regular (muestra 2). Se midió una reflexión significativamente menor en la región de luz visible (VIS): 8,5 veces menor para la muestra 1 y 1,6 veces menor para la muestra 2”.
En cuanto al rendimiento eléctrico, la celda de referencia midió una potencia máxima de 2,86 W; la muestra 1 tenía 2,79 W y la muestra 2 tenía 2,74 W. El factor de llenado, el voltaje de circuito abierto y la corriente de cortocircuito para el módulo de referencia fueron 72,4 %, 0,73 V y 5,425 A, respectivamente. La muestra 1 tenía 72,9 %, 0,727 V y 5,27 A, mientras que la muestra 2 tenía 73,2 %, 0,728 V y 5,143 A.
El análisis mostró que el rendimiento energético en los módulos que utilizan vidrio texturizado podría ser hasta un 5 % menor en comparación con los módulos basados en vidrio convencional, con parámetros de reflexión de hasta un 88 % en la región VIS.
«Dado que la radiación infrarroja tiene varios efectos negativos en las células fotovoltaicas de silicio, incluida una absorción limitada de energía, efectos térmicos que reducen la eficiencia, limitaciones de material y pérdidas ópticas debido a la recombinación de portadores, la aplicación de vidrio texturizado en módulos fotovoltaicos es rentable», concluyó el académico.» Además, la exposición prolongada a la radiación IR puede acelerar la degradación del material, lo que afecta la estabilidad y la vida útil de los módulos fotovoltaicos”.
Sus hallazgos fueron presentados en “Vidrio texturizado en la aplicación de la fotovoltaica arquitectónica”, publicado en Ingeniería y tecnología más limpias. Además de la Universidad Católica Juan Pablo II de Lublin, Kwaśnicki está afiliada al proveedor fotovoltaico polaco Sistema de aprendizaje automático.
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