Científicos de la Universidad Católica Juan Pablo II de Lublin (Polonia) han analizado los parámetros ópticos y eléctricos del vidrio texturizado en sistemas fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV, por sus iniciales en inglés) y han descubierto que este tipo de vidrio puede afectar considerablemente a la generación de energía fotovoltaica y aumentar la reflexión de la luz.
«En el caso de las instalaciones en espacios urbanos, un parámetro importante es el bajo valor de reflectancia y, en consecuencia, la reducción de los reflejos de luz que pueden cegar a los conductores», afirma el autor principal de la investigación, Paweł Kwaśnicki. «Dado que la BIPV es cada vez más popular, ampliando el ámbito de instalación en fachadas, paredes de edificios y diversos tipos de acristalamiento sus aspectos estéticos se convierten en uno de los parámetros clave».
Los vidrios texturados se fabrican calentando láminas de vidrio, ablandándolas y pasándolas después entre rodillos grabados. Para su investigación, los académicos utilizaron dos láminas de vidrio texturado disponibles en el mercado. La primera muestra tenía una topografía superficial con diferencias de altura de 45 μm, mientras que la segunda se situaba en el rango de los 10 μm. La muestra 1 tenía un patrón regular, con características con un diámetro de 400 μm, mientras que en el caso de la muestra 2, el patrón era irregular, con objetos que oscilaban entre 50 μm y más de 1 mm.
En total, se construyeron tres módulos: uno con la muestra 1, otro con la muestra 2 y el último con vidrio transparente de referencia. En todos los casos, se colocó una lámina de laminación entre el vidrio y la célula, que midió 2,89 W encapsulados. El factor de llenado de la célula desnuda se midió en un 71%, su tensión de circuito abierto en 0,699 V y su corriente de cortocircuito en 5,83 A.
«A partir del cálculo, el valor de la absorbancia solar directa para la muestra de referencia fue casi 13 y 5 veces inferior al de las muestras 1 y 2, respectivamente», afirman los investigadores. «Para ambas muestras con textura, la transmitancia era significativamente menor en la región del infrarrojo cercano (NIR) que la del vidrio de referencia. Además, en el caso de la muestra con un patrón de superficie regular (muestra 1), se observó una transmitancia ligeramente inferior en la región infrarroja (IR) en comparación con la no regular (muestra 2). Se midió una reflexión significativamente inferior en la región de la luz visible (VIS) para: 8,5x inferior para la muestra 1 y 1,6x para la muestra 2».
En cuanto al rendimiento eléctrico, la célula de referencia midió una potencia máxima de 2,86 W; la muestra 1, 2,79 W, y la muestra 2, 2,74 W. El factor de llenado, la tensión de circuito abierto y la corriente de cortocircuito del módulo de referencia fueron del 72,4%, 0,73 V y 5,425 A, respectivamente. La muestra 1 tenía un 72,9%, 0,727 V y 5,27 A, mientras que la muestra 2 tenía un 73,2%, 0,728 V y 5,143 A.
El análisis demostró que el rendimiento energético de los módulos que utilizan vidrio texturizado podía ser hasta un 5% inferior al de los módulos basados en vidrio convencional, con parámetros de reflexión de hasta el 88% en la región VIS.
«Dado que la radiación infrarroja tiene varios efectos negativos en las células fotovoltaicas de silicio, entre ellos una absorción de energía limitada, efectos térmicos que conducen a una reducción de la eficiencia, limitaciones de material y pérdidas ópticas debidas a la recombinación de portadores, la aplicación de vidrio texturizado en módulos fotovoltaicos es rentable», concluyen los académicos. «Además, la exposición prolongada a la radiación IR puede acelerar la degradación del material, lo que afecta a la estabilidad y la vida útil de los módulos fotovoltaicos».
Sus conclusiones se presentaron en «Texturized glass in the application of architectural photovoltaics» (Vidrio texturizado en la aplicación de la energía fotovoltaica arquitectónica), publicado en Cleaner Engineering and Technology. Además de la Universidad Católica Juan Pablo II de Lublin, Kwaśnicki está afiliado al proveedor polaco de energía fotovoltaica ML System.
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