Солнечные панели, разработанные группой немецких ученых, считаются идеальным решением для применения в зданиях с каменными фасадами. Хотя их выходная мощность меньше по сравнению с обычными солнечными панелями, модули также можно использовать в качестве частично затемняющих стен или полупрозрачных элементов крыши.
Исследователи Института исследований солнечной энергии в Хамелине (ISFH) разработали два различных метода интеграции каменного шпона в обычные солнечные модули, чтобы сделать их пригодными для проектов интегрированной фотоэлектрической энергии (BIPV) в каменные фасады.
«С нашим подходом каменная поверхность позволяет бесшовно интегрировать фотоэлектрические модули, даже если наблюдатель стоит на близком расстоянии от фасада или касается его. Можно использовать стандартные модули производителей оригинального оборудования (OEM) и нанести на них фасадный камень по затратам, сопоставимым с печатью на стекле », - сказал ученый ISFH Арно Морлье . «Панели могут быть готовы к массовому производству в короткие сроки, так как каменный шпон коммерчески доступен. Для этого подходят все типы кристаллического кремния или тонкопленочные модули».
Один метод заключается в замене переднего стекла панелей на лист каменного шпона, а другой - в ламинировании шпона из натурального камня непосредственно на переднее стекло. Используемые каменные виниры представляют собой изделия на основе смолы толщиной 1,5 мм, армированные стекловолокном и слоем камня толщиной до 0,5 мм.
Немецкая группа смогла изготовить четыре модуля большой площади размером 1220 × 610 мм и весом 13 кг каждый. Все панели основаны на двухсторонних солнечных элементах с гетеропереходом размером 156 × 156 мм, заключенных между двумя листами полиолефиновой герметизирующей пленки.
После демонстрации фотоэлектрической эффективности до 11,2% с одноэлементными ламинатами были изготовлены испытательные модули большего размера. Некоторые модули были изготовлены путем добавления каменного шпона за один этап ламинирования, а другие были сначала ламинированы, как обычные изделия из стеклянного листа, а затем ламинированы второй раз для добавления шпона, что показывает, что каменный винир может быть добавлен на уже изготовленный модуль или интегрируется во время производства модуля.
Используемые каменные виниры и особенно слой смолы поглощают свет в УФ и видимом диапазоне длин волн. Это поглощение можно уменьшить, используя оптимизированные смолы. Однако ученые предупреждают, что естественный узор виниров вызывает значительные пространственные вариации фототока, которые, в свою очередь, могут вызывать горячие точки во время фотоэлектрических операций. Однако эту проблему можно решить, проверив однородность прозрачности шпона перед ламинированием. Другим решением, добавляют они, может быть изготовление панелей меньшего размера, которые позволят правильно регулировать токи в цепочке модулей.
