Κάγκελα κάθετων διπλής όψης φωτοβολταϊκών για τις άκρες των κτιρίων

Σχεδιασμένα από ερευνητές του Πολυτεχνείου του Χονγκ Κονγκ, τα κάθετα διπλής όψης φωτοβολταϊκά κάγκελα για τις άκρες των κτιρίων, που ενσωματώνουν φωτοβολταϊκά πάνελ διπλής όψης, θεωρούνται ιδανική λύση για «ψυχρές στέγες». Το αλμπέντο της στέγης και ο προσανατολισμός των μονάδων είναι βασικοί παράγοντες απόδοσης του συστήματος.

Το σύστημα ενσωματώνει κάθετες φωτοβολταϊκές μονάδες διπλής όψης απευθείας στα κάγκελα της στέγης. Ένα από τα βασικά του χαρακτηριστικά είναι μια προαιρετική ανακλαστική επιφάνεια που ενισχύει την ανακλώμενη ακτινοβολία. Ο κάθετος προσανατολισμός μειώνει την αμοιβαία σκίαση μεταξύ των μονάδων, βελτιστοποιώντας έτσι τη χρήση του χώρου και ελαχιστοποιώντας τη σκίαση από τα γύρω κτίρια.

Το σύστημα περιγράφεται ως πολλά υποσχόμενο για μεγάλης κλίμακας ανάπτυξη σε αστικά περιβάλλοντα, ιδιαίτερα στο πλαίσιο της ανόδου των «ψυχρών στεγών» υψηλού αλμπέντο και των τεχνολογιών ψύξης με ακτινοβολία.

Η πειραματική διάταξη αποτελείται από μια σειρά κάθετων φωτοβολταϊκών μονάδων διπλής όψης με διαφορετικούς προσανατολισμούς και παράγοντες διπλής όψης. Αυτές οι μονάδες υποτίθεται ότι βασίζονται σε τεχνολογίες κυψελών με παθητικοποιημένη επαφή οπίσθιου εκπομπού (PERC), ετεροδιέλευσης (HJT) και επαφής παθητικοποιημένου οξειδίου σήραγγας (TOPCon). Μια προσέγγιση πολλαπλής φυσικής χρησιμοποιείται για την μοντελοποίηση των συζευγμένων οπτικών, θερμικών και ηλεκτρικών δυναμικών για την προσομοίωση της απόδοσης στον πραγματικό κόσμο υπό διαφορετικές συνθήκες.

Επιπλέον, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το σύστημα παρουσιάζει μη ευαισθησία στον προσανατολισμό. «Ο βόρειος προσανατολισμός μεγιστοποιεί το κέρδος διπλής όψης, ενώ ο ανατολικός-δυτικός προσανατολισμός μεγιστοποιεί την παραγωγή ενέργειας, καθιστώντας το προσαρμόσιμο σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη. Αυτό το σημαντικό πλεονέκτημα απόδοσης και η προσαρμοστικότητα στον προσανατολισμό υποδηλώνουν ότι το σύστημα έχει ανώτερο δυναμικό εγκατάστασης σε σύγκριση με τα μονοφασικά συστήματα.»

Κοιτάζοντας μπροστά, η ομάδα σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει φασματικά σχεδιασμένες επιστρώσεις που μπορούν να καθοδηγήσουν τα φωτόνια του ήλιου, επιτυγχάνοντας τόσο την ενίσχυση του αλμπέντο όσο και τη φασματική μετατροπή. Αυτές οι επιστρώσεις όχι μόνο θα αυξήσουν την ανακλαστικότητα της επιφάνειας, αλλά και θα βελτιστοποιήσουν την φασματική αντιστοίχιση μεταξύ του ανακλώμενου φωτός και της απόκρισης των φωτοβολταϊκών κυψελών, προσφέροντας μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για την περαιτέρω ενίσχυση της ανακλώμενης ακτινοβολίας της οροφής σε συστήματα φωτοβολταϊκών διπλής όψης.