Cientistas da Universidade Católica João Paulo II de Lublin, na Polônia, analisaram os parâmetros ópticos e elétricos do vidro texturizado em sistemas fotovoltaicos integrados de edifícios (BIPV) e descobriram que esse tipo de vidro pode afetar consideravelmente a geração de energia fotovoltaica e aumentar a reflexão da luz.
“No caso de instalações em espaços urbanos, um parâmetro importante é o baixo valor de refletância e, consequentemente, a redução dos reflexos de luz que podem cegar os motoristas”, disse o principal autor da pesquisa, Paweł Kwaśnicki. “Como o BIPV está se tornando cada vez mais popular, expandir o escopo da instalação em fachadas, paredes de edifícios e vários tipos de envidraçamento, seus aspectos estéticos se tornam um dos principais parâmetros.”
Os vidros texturizados são feitos aquecendo folhas de vidro, amaciando-as e passando-as entre rolos gravados. Para sua pesquisa, os acadêmicos usaram duas folhas de vidro texturizado disponíveis comercialmente. A primeira amostra tinha uma topografia de superfície com diferenças de altura de 45 μm, enquanto a segunda amostra estava na faixa de 10 μm. A amostra 1 apresentou padrão regular, com características com diâmetro de 400 μm, enquanto no caso da amostra 2 o padrão foi irregular, com objetos variando de 50 μm a mais de 1 mm.
No geral, três módulos foram construídos – um com amostra 1, outro com amostra 2 e o último com vidro transparente de referência. Em todos os casos, uma folha de laminação foi colocada entre o vidro e a célula, que media 2,89 W encapsulada. O fator de preenchimento da célula nua foi medido em 71%, sua tensão de circuito aberto em 0,699 V e sua corrente de curto-circuito em 5,83 A.
“A partir do cálculo, o valor da absorção direta solar para a amostra de referência foi quase 13 e 5 vezes menor do que as amostras 1 e 2, respectivamente”, disseram os pesquisadores. “Para ambas as amostras texturizadas, a transmitância foi significativamente menor na região do infravermelho próximo (NIR) do que no vidro de referência. Além disso, para a amostra com padrão de superfície regular (amostra 1), notou-se uma transmitância ligeiramente menor na região do infravermelho (IR) em comparação com a não regular (amostra 2). A reflexão significativamente menor na região de luz visível (VIS) foi medida para: 8,5x menor para a amostra 1 e 1,6x para a amostra 2.”
Quanto ao desempenho elétrico, a célula de referência mediu uma potência máxima de 2,86 W; a amostra 1 tinha 2,79 W e a amostra 2 tinha 2,74 W. O fator de preenchimento, a tensão de circuito aberto e a corrente de curto-circuito para o módulo de referência foram de 72,4%, 0,73 V e 5,425 A, respectivamente. A amostra 1 apresentou 72,9%, 0,727 V e 5,27 A, enquanto a amostra 2 apresentou 73,2%, 0,728 V e 5,143 A.
A análise mostrou que o rendimento de energia nos módulos que usam vidro texturizado pode ser até 5% menor em comparação com os módulos baseados em vidro convencional, com parâmetros de reflexão de até 88% na região VIS.
“Como a radiação infravermelha tem vários efeitos negativos nas células fotovoltaicas de silício, incluindo absorção limitada de energia, efeitos térmicos que levam à redução da eficiência, limitações de material e perdas ópticas devido à recombinação de portadores – a aplicação de vidro texturizado no módulo fotovoltaico é lucrativa”, concluíram os acadêmicos. Além disso, a exposição prolongada à radiação infravermelha pode acelerar a degradação do material, o que afeta a estabilidade e a vida útil dos módulos fotovoltaicos.”
Suas descobertas foram apresentadas eTexturized glass in the application of architectural photovoltaics“, publicado na Cleaner Engineering and Technology. Além da Universidade Católica João Paulo II de Lublin, Kwaśnicki é afiliada ao fornecedor fotovoltaico polonês ML System.
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