Pin mặt trời là một phần của mặt tiền ngôi nhà trong tương lai
Các tấm pin mặt trời với nhiều màu sắc khác nhau có thể được tích hợp vào mặt tiền tòa nhà và trở thành một phần thú vị về mặt thẩm mỹ của kiến trúc. Đại học Kỹ thuật Đan Mạch (DTU) hợp tác với nhà thầu xây dựng HSHansen ghi lại tác động của các phần tử quang điện có màu sắc khác nhau.
Màu ấm tạo ra ít năng lượng nhất
Trong dự án UnitSun, một nhóm nhà nghiên cứu từ DTU tham gia cùng với công ty tư vấn MG Solar và nhà thầu xây dựng HSHansen. Biểu hiện rõ ràng của dự án là một công trình nhỏ được dựng lên trên cánh đồng ở đầu phía Bắc khuôn viên DTU Riso. Các bức tường ban đầu của ngôi nhà ở phía nam, đông và tây được dỡ bỏ và thay thế bằng những tấm pin mặt trời với nhiều màu sắc khác nhau.
Quản lý dự án Sune Thorsteinsson, người làm việc cùng với cố vấn đặc biệt Peter Behrensdorff Poulsen, cho biết: “Làm thế nào để bạn đạt được hiệu quả tốt nhất giữa tính thẩm mỹ, sản lượng điện và giá cả? Đây là nhiệm vụ mà chúng tôi đang cố gắng giải quyết cho HSHansen. Chúng tôi cần đưa ra ước tính đáng tin cậy về các yếu tố mặt tiền bằng pin mặt trời sẽ có ý nghĩa như thế nào đối với năng lượng của ngôi nhà, để việc lựa chọn chúng trở nên dễ dàng như bất kỳ vật liệu mặt tiền nào khác”.
Lý do tại sao các tế bào năng lượng mặt trời thường có màu đen, là vì màu đen hấp thụ tất cả ánh sáng và do đó cung cấp cho tế bào lượng năng lượng photon cao nhất có thể chuyển đổi thành điện năng. Khi tế bào năng lượng mặt trời bị nhuộm màu, điều này có thể làm giảm hiệu suất tế bào và rất khó dự đoán mức giảm hiệu quả nếu không có các phép đo chi tiết.
Có nhiều giải pháp kỹ thuật khác nhau để tạo màu cho pin mặt trời, trong đó một số giải pháp hiệu quả hơn những giải pháp khác. Thông thường, những giải pháp hiệu quả nhất có xu hướng thay đổi sắc thái màu, tùy thuộc vào góc độ mà bạn nhìn vào chúng. Một loạt thí nghiệm được thực hiện với khoảng cách từ pin mặt trời đến lớp cách nhiệt. Phần tử quang điện màu trắng, được chứng minh là mất khoảng 50% năng lượng so với phần tử màu đen.
Ngoài ra còn có các bảng màu khác nhau - bao gồm một bảng màu đỏ gạch - có thể được yêu cầu cho các dự án xây dựng ở một số khu vực nhất định. Chúng mất 20-30% năng lượng, trong khi màu đỏ đậm hơn có nghĩa là các tế bào tạo ra ít năng lượng hơn 40%. Nhưng ngay cả khi các tấm pin mặt trời có màu kém hiệu quả hơn, việc sản xuất năng lượng dự kiến vẫn có thể bù đắp các chi phí bổ sung, đặc biệt do toàn bộ phần mặt tiền thay thế một phần tử thông thường và thậm chí còn tạo ra thu nhập.
Tấm pin mặt trời được sản xuất tại chỗ
DTU từ lâu đã làm việc với pin mặt trời, trong những năm gần đây, cả những pin được đặt màu trong suốt theo phương pháp do Công ty Năng lượng Mặt trời Đan Mạch phát triển. Và khả năng phát triển một số giải pháp quang điện mới đã được tăng cường hơn nữa với việc khánh thành một phòng thí nghiệm trong đó nhóm nhà nghiên cứu có thể xây dựng và thử nghiệm các mô-đun năng lượng mặt trời thuộc mọi loại và kích cỡ.
Do đó, ngôi nhà thử nghiệm với nhiều phần tử pin mặt trời khác nhau được tự chế hoàn toàn. Và dữ liệu được tạo ra trong chính ngôi nhà được bổ sung bằng dữ liệu từ một hệ thống đo lường tiên tiến. Tại đây - bằng cách sử dụng nguồn sáng laze - bạn có thể kiểm tra pin mặt trời ở mọi góc độ và nhận được số liệu về cả tầm quan trọng của màu sắc đối với hiệu ứng và lượng ánh sáng chói - một tác dụng phụ rất khó chịu đã biết của các giải pháp quang điện thông thường.
Ngoài màu sắc, một loạt thí nghiệm cũng được thực hiện với nhiều kết cấu khác nhau - chẳng hạn như kính phun cát - và các bề mặt, nơi các dải màu bạc dẫn dòng điện đi đã bị che phủ. HSHansen hy vọng sẽ sớm có thể cung cấp mô-đun pin mặt trời tích hợp trong các thành phần mặt tiền đúc sẵn của mình cho phép kiến trúc sư và khách hàng vừa có thể đạt được mức tăng năng lượng vừa có yếu tố thẩm mỹ mới để sử dụng.
“Với sự giúp đỡ của DTU, chúng tôi hy vọng sẽ thiết lập một danh mục các khả năng, tác dụng và chi phí của chúng. Yếu tố mặt tiền của chúng tôi thường được thiết kế với các bề mặt kính mờ, có thể tạo ra nhiều hiệu ứng hình ảnh đặc biệt. Với dự án UnitSun, chúng tôi đang hướng tới việc tấm pin mặt trời trở thành vật liệu bổ sung tiêu chuẩn cho yếu tố mặt tiền của chúng tôi, điều mà các kiến trúc sư sẽ yêu thích”.