Исследователи института Fraunhofer FEP достигли прорыва в солнечной энергетике, который может революционизировать дизайн зданий за счет создания фотоэлектрических модулей, практически неотличимых от обычных фасадных элементов.
Инновация решает одну из самых больших проблем широкого распространения солнечной энергии: эстетику. Хотя интегрированные в здания фотоэлектрические системы (BIPV) обладают огромным потенциалом для городской генерации энергии, владельцы недвижимости и архитекторы долгое время сопротивлялись установке солнечных панелей, которые ухудшают внешний вид зданий.
«Тесты показывают, что фотоэлектрические модули с декоративными покрытиями визуально неотличимы от обычных фасадных элементов и достигают до 80% производительности открытых сравнительных модулей», — сказал доктор Штеффен Гюнтер, руководитель проекта в Fraunhofer FEP.
Технология использует передовую рулонную нанопечатную литографию для нанесения декоративных пленок на солнечные модули, позволяя им органично сливаться с металлическими фасадными элементами. Этот производственный процесс может создавать единообразный дизайн на всем фасаде здания, делая солнечные установки практически невидимыми для наблюдателей.
Разработка является частью проекта Design-PV, финансируемого Федеральным министерством экономики и энергетики Германии до 2026 года. Инициатива объединяет шесть партнеров, работающих над преодолением технических вызовов в области интегрированных в здания солнечных технологий.
Одним из основных препятствий, которое решила команда, была адгезия. Солнечные панели обычно используют пленку ETFE (этилентетрафторэтилен), которая обладает отличной устойчивостью к погодным условиям, но плохой поверхностной адгезией. Fraunhofer FEP разработал специализированный плазменный процесс, который создает шероховатость нанометрового масштаба на поверхности ETFE, значительно улучшая сцепление декоративных слоев с материалом.
Время разработки имеет решающее значение для климатических целей Германии. Страна стремится достичь углеродной нейтральности к 2045 году, а интегрированные в здания фотоэлектрические системы представляют собой значительный неиспользованный ресурс для генерации чистой энергии. Традиционные кровельные установки часто сталкиваются с ограничениями по площади, что делает интеграцию в фасады привлекательной альтернативой.
Первоначальные испытания подтвердили эффективность множества вариантов дизайна, при этом исследователи успешно применили различные декоративные покрытия, которые сохраняют как эстетическую привлекательность, так и способность производить энергию. Модули прошли оценку в Институте исследований солнечной энергии в Гамельне, который подтвердил их визуальную интеграцию и показатели производительности.
Исследовательская группа сейчас проводит всесторонние тесты долгосрочной стабильности и устойчивости к погодным условиям. Также разрабатываются дополнительные варианты дизайна и цветовые решения, чтобы предоставить архитекторам большую гибкость в проектах солнечной интеграции.
Доктор Гюнтер представит результаты на конференции Radtech Europe в Варшаве в октябре, где специалисты отрасли впервые получат подробное представление о производственном процессе и потенциальных применениях.
Достижение может значительно ускорить внедрение BIPV в коммерческом и жилом строительстве, потенциально трансформируя способы генерации возобновляемой энергии в городах без ущерба для архитектурной эстетики.
