Testes mostram que BIPV com vidro estampado tem um desempenho melhor do que o esperado

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Da pv magazine Global

Pesquisadores da Coreia do Sul construíram um sistema fotovoltaico integrado ao edifício (BIPV) que usa vidro texturizado por suas qualidades estéticas e o analisaram em relação a um módulo convencional. Ao contrário de estudos anteriores que relataram rendimentos de energia mais baixos em sistemas BIPV, as descobertas deste estudo recente mostraram apenas perdas mínimas.

“Vários estudos relataram que os módulos BIPV geralmente exibem baixo desempenho, como potência reduzida do módulo, devido aos seus designs e propriedades ópticas”, explicou a equipe. “No entanto, o módulo de amostra de teste com vidro texturizado supera essas limitações, mantendo uma estética atraente. Esse desempenho aprimorado foi atribuído à morfologia da superfície do vidro e à orientação vertical voltada para o sul em relação à latitude do sol.

O BIPV e os módulos de referência usaram duas células emissoras e de contato traseiro (PERC) passivadas meio monofaciais. Os encapsulantes frontal e traseiro foram feitos de acetato de etileno vinil transparente (EVA) de 500 μm, e a folha traseira preta foi feita de 350 μm de polietileno (PE) e tereftalato de polietileno (PET). O módulo convencional foi feito com vidro convencional de 3,2 mm de espessura, enquanto o módulo BIPV usou 5 mm de vidro estampado.

“Este tipo de vidro é comumente usado em aplicações arquitetônicas e de interiores onde a privacidade e a difusão da luz são fundamentais, proporcionando uma textura visual única que imita a aparência das gotas de chuva”, explicou a equipe. “Nesse processo, o vidro semifundido passa entre dois rolos de metal, um ou ambos gravados com um padrão, imprimindo o desenho no vidro para criar uma superfície texturizada. Nos módulos convencionais, os componentes metálicos, como barramentos e fingers, são facilmente visíveis, mas com o vidro texturizado, eles são obscurecidos.

Sob condições de teste padrão (STC), a célula não encapsulada tinha uma potência de saída de 7,66 W, enquanto tinha 7,6 W no módulo de referência e 7,57 W no módulo BIPV. Essa diferença de 0,4% na taxa de conversão célula-módulo (CTM) é atribuída principalmente à menor corrente de curto-circuito (Isc) de 7,09 A no BIPV, em comparação com os 7,13 A na referência.

Em seguida, também sob o STC, a equipe mediu a eficiência quântica externa (EQE), representando a eficiência de conversão de fótons recebidos em elétrons. “Até 500 nm, não houve diferenças significativas nos valores de EQE dos dois módulos. No entanto, além de 500 nm, a diferença aumenta para 3,6% em torno de 780 nm. O vidro padronizado da amostra de teste reduziu a transmitância da luz, contribuindo para um Isc mais baixo e, em última análise, uma potência mais baixa “, disseram os acadêmicos.

Mais tarde, a equipe testou os módulos em um telhado no centro da Coreia do Sul sob as condições de verão de junho e julho. Ambos os módulos foram alinhados para o sul e com um ângulo de inclinação de 90◦. Os parâmetros I-V, temperatura e dados de irradiação foram coletados a cada três minutos para ambos os módulos.

“O rendimento energético foi medido ao longo de dois meses durante o verão, e o módulo de referência exibiu um rendimento energético mais alto de 0,5%”, explicaram ainda. “O módulo de amostra de teste mostrou uma diminuição de tensão de circuito aberto normalizada de 0,82%, atribuída ao vidro frontal mais espesso. O módulo de amostra de teste exibiu uma corrente de curto-circuito normalizada ligeiramente mais alta de 0,78%. Este resultado contrasta com as expectativas baseadas nos testes STC e EQE, onde se esperava que o módulo de referência tivesse uma corrente de curto-circuito mais alta. No entanto, no campo, a corrente de curto-circuito normalizada seguiu uma tendência diferente.

Suas descobertas foram apresentadas em “Performance comparison of a building-integrated photovoltaics (BIPV) module with patterned glass in Korean weather“, publicado no Journal of Power Sources Advances. Cientistas da Universidade da Coreia do Sul e do Instituto de Pesquisa de Ciência e Tecnologia Industrial (RIST) conduziram o estudo.

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