Vědci z Dánska prozkoumali tři fasády nainstalované na mobilním kancelářském kontejneru, aby provedli fotovoltaické experimenty integrované do budovy.
Výzkumníci z Technické univerzity v Dánsku (DTU) postavili testovací místo pro fotovoltaiku integrovanou do budovy (BIPV). A monitorovali jej po dobu jednoho roku, aby tak analyzovali celoroční výsledky výnosů různých typů panelů. Zaměřili se na BIPV s různými barvami a konfiguracemi zadní ventilace. Součástí testovacího místa se stala také sekce s odlišně strukturovaným předním sklem a modulem se zadními kontaktními (IBC) články, jejichž výsledky se zveřejní později.
„Základní konstrukci tvoří mobilní kancelářský kontejner o půdorysu cca 3 m × 9 m. Následně byly jako vnější stěna namontovány prefabrikované předstěnové prvky skládající se z hliníkového rámu s 200 mm izolací z minerální vlny,“ vysvětlili výzkumníci. „Na prvcích, kde jsou FV moduly namontovány se zadní ventilací, poskytuje tenká vláknocementová deska izolačnímu materiálu ochranu proti větru a povětrnostním vlivům. Nevětrané fotovoltaické moduly se montují přímo do kontaktu s izolací jako dešťová clona. A jsou tak upevněny hliníkovými rámy integrovanými do konstrukce obvodového pláště.“
FV experimenty integrované do budovy
Na jižní straně kontejneru se namontovalo 16 neobarvených modulů pro testování ventilačního efektu. U modulů bez zadní ventilace se vzdálenost k izolaci pohybovala mezi 0, 10, 20 a 30 mm. Moduly se zadní ventilací se namontovaly na horizontálních konzolách se vzduchovými mezerami 50, 100, 150 a 200 mm pro přirozené zadní větrání.
Na západní fasádu se bez vzduchové mezery namontovalo pět různobarevných modulů a referenční modul. U nich se barevné mezivrstvy na bázi pigmentu laminovaly s další zapouzdřovací vrstvou mezi buněčnou matricí a předním sklem. Použité barvy byly červená, šedá, zelená, béžová a terakota. Panely se monitorovaly od 1. září 2022 do 30. srpna 2023.
„Na západní fasádě mají referenční a zelený modul nejnižší roční poměr výkonu DC (PR) 0,86, šedý, béžový a terakotový mírně vyšší roční DC (PR) 0,88 až 0,89. Zatímco červený modul má výrazně vyšší roční poměry DC (PR) 0,95,“ uvedli akademici. ,,Vyšší PR pro červený modul se může zčásti přičítat nárůstu spektrálního nesouladu odpoledne. Ten může večer dosahovat až 10 %.“
Analýza provozních teplot pro jižní fasádu ukázala o 40 % až 50 % nižší teplotní rozdíl. A to vůči okolní teplotě pro externě namontované moduly se zadní ventilací ve srovnání s izolovanými moduly. Zjistilo se, že roční výkonnostní poměr lépe větraných modulů je v průměru o 6 % bodů vyšší.
Celoroční výsledky mezi modelovanými a naměřenými daty
Po získání výsledků z větraných a nevětraných stran kontejneru se stejná fasáda simulovala v modelu System Advisor Model (SAM) Národní laboratoře pro obnovitelné zdroje energie (NREL). A to ve snaze identifikovat chyby v modelech, které stahují tento software. „Čtyři scénáře jsou simulovány pomocí dat z modulů S2 (izolovaná horní část), S6 (izolovaná spodní část), S9 (200 mm vzduchová mezera nahoře) a S13 (200 mm vzduchová mezera dole). A to proto, protože představují nejextrémnější montážní konfigurace pro horní a spodní řádky,“ vysvětlili.
Výsledky ukázaly slušnou shodu mezi modelovanými a naměřenými daty pro ozáření, s výjimkou některých období ráno a večer.
„Pokud jde o provozní teploty, SAM poměrně dobře předpovídá teplotu větraných modulů za jasné oblohy, ale u izolovaných modulů se může modelovaná teplota pohybovat asi o 10 ° níže, než se naměřila,“ uzavřeli. „V střídavě zatažených dnech model funguje výrazně hůře, i když korekce přechodného teplotního modelu v SAM chybu snižuje. Konečně u DC výnosu se zaznamenalo obecné nadhodnocení ze strany SAM. To je v zimních měsících výrazně vyšší než v letních měsících.“
Jejich zjištění se prezentovala v „Analýze výnosu prototypové instalace fasády BIPV“, publikované v Energy & Buildings. Základní soubor dat se publikuje pro výzkumníky k použití při ověřování modelu.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
