Pesquisadores da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e do Centro Suíço de Eletrônica e Microtecnologia (CSEM) examinaram tecnologias de módulos fotovoltaicos de silício cristalino colorido, seus fornecedores, bem como os fatores de sucesso no caminho para atender às necessidades de arquitetos e desenvolvedores imobiliários com energia fotovoltaica integrada em edifícios (BIPV) visualmente atraente.
Os métodos utilizados pelos fabricantes para produzir módulos coloridos, juntamente com os custos, desafios e vantagens foram analisados na revisão. Foram incluídos no contexto do trabalho da equipe vários outros projetos de pesquisa financiados pela União Europeia e pela Suíça, incluindo o trabalho recente em um novo colorímetro de iluminação BIPV para fabricantes de módulos.
A cor pode ser adicionada aos módulos fotovoltaicos convencionais de diversas maneiras, como por meio de vidro colorido feito por serigrafia ou impressão digital em cerâmica, por exemplo. Os fabricantes podem usar encapsulantes coloridos de polivinil butiral (PVB), etileno vinil acetato (EVA) ou elastômero de poliolefina (POE). Eles podem adicionar camadas ativas semitransparentes, revestimentos estruturados, folhas adesivas estampadas fixadas em vidros de cobertura ou diretamente nas células durante a fabricação, ou até mesmo adicionar cor aos módulos em uma etapa pós-fabricação.
Alguns dos fabricantes que adotam essas técnicas são perfilados pela equipe de pesquisa, incluindo empresas como as europeias Kameleon Solar, Kromatix, Megasol Energy, Onyx Solar, 3s Swiss Solar Solutions e Freesuns. Eles estão usando técnicas de colorização fornecidas por empresas como Solaxess, Kromatix e Glas Trösch. Outros mencionados incluem Sistine Solar, com sede nos EUA, e Advanced Solar Power, com sede na China. No total, há dezesseis fornecedores de tecnologia BIPV coloridos perfilados com detalhes sobre produtos, densidade de potência, perdas estimadas de energia e preços indicativos.
Padronização e outros fatores de sucesso
A padronização é um dos desafios das tecnologias BIPV, coloridas ou não. É um desafio triplo porque os painéis devem não só cumprir as normas IEC, mas também as normas de construção, como a EN 135011, e as normas de vidro de segurança. Como o BIPV colorido envolve empresas da indústria fotovoltaica e da indústria do vidro, pode ser necessária alguma colaboração adicional.
“Do nosso entendimento, deveria ser um esforço conjunto de todas as partes interessadas em energia fotovoltaica e edifícios, especialmente fabricantes de módulos fotovoltaicos e fabricantes de fachadas, que utilizam vidro de segurança. Este esforço conjunto permitirá aumentar a oferta e o volume e reduzir o custo das fachadas fotovoltaicas coloridas”, disse o pesquisador suíço Antonin Faes à pv magazine.
Os investigadores sublinham que o BIPV pode competir em custo com materiais clássicos de revestimento de edifícios de alta qualidade, como um revestimento alternativo que proporciona o benefício adicional da geração de eletricidade.
A revisão incluiu uma discussão sobre fatores de sucesso, como confiabilidade e estabilidade de soluções de cores, segurança e metodologias para caracterização quantitativa de cores. Por exemplo, recomenda “testes meticulosos” de quaisquer novos encapsulantes e revestimentos para garantir que não ocorram alterações de cor ou outras formas de degradação, mas também para estabelecer segurança contra riscos de incêndio.
Alguns dos outros fatores de sucesso incluem a focalização em edifícios médios e baixos e a consideração antecipada do impacto na lista de materiais e nos processos de instalação.
Em conclusão, a equipe apontou a necessidade de continuar a abordar as preocupações com a perda de energia associadas à energia fotovoltaica colorida, mas concluiu com uma perspectiva positiva sobre as “vantagens ambientais e econômicas globais” do BIPV e o seu potencial para aumentar as superfícies disponíveis para a produção de energia.
Olhando para o futuro, Faes disse que o grupo tem visto um interesse crescente em BIPV colorido recentemente, ressaltando que já se passaram dez anos desde que o CSEM lançou o primeiro módulo fotovoltaico branco. “O tema é muito interessante porque ocorre na fronteira entre a produtividade objetiva do sistema fotovoltaico e a representação emocional subjetiva do arquiteto”, disse Faes.
A revisão está disponível no estudo “Colouring solutions for building integrated photovoltaic modules: A review”, publicado pela Energy & Buildings.
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