Kolorowa fotowoltaika – moduły nie muszą być czarne ani granatowe!

Panele fotowoltaiczne nie muszą być czarne lub granatowe – istnieją metody wytwarzania ogniw słonecznych, które pozwalają na generowanie energii elektrycznej w instalacji, która na pierwszy rzut oka wcale nie wygląda jak elektrownia słoneczna. Fotowoltaika zintegrowana z budynkami (BIPV – ang. building integrated photovoltaics) może być alternatywą dla paneli słonecznych montowanych na dachach i fasadach jako dodatkowa instalacja.

Kolorowe techniki

Panele fotowoltaiczne mogą być zielone, czerwone, żółte i nie tylko. Wymagany kolor można osiągnąć kilkoma metodami. Najbardziej intuicyjna z nich to zastosowanie szkła o określonej barwie w konstrukcji panelu. Jedną z technik w tym zakresie jest cyfrowy druk ceramiczny – nadający szkłu kolor dzięki warstwie atramentu na wewnętrznej lub zewnętrznej powierzchni przedniej szyby. Nie można w ten sposób uzyskać jednak dowolnego koloru – obróbka szkła odbywa się w wysokiej temperaturze, którą nie wszystkie pigmenty przetrwają. Proces kolorowania zwiększa odporność szkła na ścieranie i czynniki chemiczne, a także nadaje mu niezwykłą odporność na promieniowanie UV. Co więcej – na panelu można drukować nie tylko jednolity kolor, ale także kształty i wzory. 

Inną metodą, oprócz druku cyfrowego jest kolorowanie szkła za pomocą sitodruku – atrament jest nakładany na wewnętrzną stronę szkła za pomocą szablony z siatki. Rezultatem jest wysoka jakość druku z wysoką odpornością na ścieranie, czynniki chemiczne i promieniowanie UV.

Szkło można farbować również wcześniej – barwniki do szkła wprowadzić podczas procesu produkcyjnego, w wyniku czego powstaje tak zwane szkło barwione w masie. Jednak kolorowe szkło to nie jedyne rozwiązanie. Barwę panelom fotowoltaicznym można nadawać przez zastosowanie półprzezroczystych warstwy aktywnych, powłok strukturalnych, samoprzylepnych foli (przymocowanych do szkła osłonowego lub bezpośrednio do ogniw podczas produkcji), a nawet dodawać kolor do modułów na etapie poprodukcyjnym. Opcji jest więc wiele, jednak należy zadać sobie pytanie: jakim kosztem uzyskujemy pożądane efekty?

Wyzwania i dalszy rozwój

Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem może pozwolić na zwiększenie dostępnych powierzchni do wytwarzania energii elektrycznej. Ma też tę zaletę, że znajduje się blisko odbiorców, którzy mogą bezpośrednio korzystać z elektryczności wygenerowanej przez instalację. 

Jednak jeśli kolorowe panele mogłyby pochwalić się takimi samymi parametrami, jak klasyczne – prawdopodobnie już teraz widzielibyśmy je na fasadach budynków. Rozwiązania kolorystyczne wiążą się jednak z pewnymi ograniczeniami.

Dodatkowe warstwy konstrukcyjne lub zastosowanie folii, czy atramentu może skutkować w niższej efektywności. Dodatkowo, BIPV często usytuowana jest w nieoptymalnej pod względem produkcji energii pozycji – co również nie pozostaje bez wpływu na produktywność. Przekłada się to również na efekt ekologiczny (mniejszy potencjał redukcji emisji dwutlenku węgla) oraz ekonomiczny (dłuższy okres zwrotu). 

Zastosowanie nowych materiałów  wymaga dokładnego przetestowania pod względem wpływu na efektywność i bezpieczeństwo modłów. Badania pod względem trwałości koloru i żywotności instalacji również są potrzebna.

Pomimo potencjalnej niższej efektywności i dodatkowych wymagań związanych z badaniami, kolorowe panele fotowoltaiczne wydają się obiecującą technologią, która może pozwolić na kreatywne wykorzystanie nowoczesnej, zielonej technologii w rozwoju miast. 

Źródło: pv-magazine, Alejandro Borja Block i in., Colouring solutions for building integrated photovoltaic modules: A review, Energy and Buildings, Volume 314, 2024, 114253, ISSN 0378-7788, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2024.114253

Reklamy