Rullamuotoinen nanoimprint-litografia mahdollistaa aurinkosähköjärjestelmien saumattoman ja energiatehokkaan integroinnin rakennuksiin.
Sisällysluettelo
Fraunhoferin elektronisäde- ja plasmateknologian instituutti (FEP) on saavuttanut tärkeän virstanpylvään Design-PV-projektissa tekemällä aurinkopaneeleista entistä houkuttelevampia modernille arkkitehtuurille.
Käyttämällä rullamuotoista nanoimprint-litografiaa (NIL) tiimi on kehittänyt koristeellisia kalvoja, joiden avulla aurinkosähkömoduulit (PV) sulautuvat orgaanisesti rakennusten julkisivuihin tehokkuudesta tinkimättä.
Lisätietoja nanoimprint-litografiasta (NIL)
Nanoimprint-litografia (NIL) on samanlainen kuin kuvioiden painaminen kalvolle, mutta mikroskooppisella tasolla. Master-rulla, jossa on pienimmät rakenteet, painetaan nestemäiseen pinnoitteeseen liikkuvalla kalvolla.
Samalla elektronisäteet kovettuvat nopeasti ja kiinnittävät kuviot. Pinnoitteeseen voidaan lisätä pigmenttejä tai hiukkasia värin tai koristeellisten efektien luomiseksi.
Koska prosessi tapahtuu rullalta rullalle, se voidaan suorittaa jatkuvasti, tuottaen jopa 1250 mm leveitä kalvoja nopeudella jopa useita kymmeniä metrejä minuutissa. Tämä mahdollistaa laajamittaisen, tehokkaan ja taloudellisen tuotannon.
Miksi valosähköiset järjestelmät?
Suomi on asettanut tavoitteekseen saavuttaa ilmastoneutraaliuden vuoteen 2045 mennessä, ja uusiutuvien energialähteiden käytön laajentaminen on tärkein tekijä tämän suunnitelman toteuttamisessa.
Fotovoltaiset järjestelmät ovat erityisen tärkeitä, koska ne voidaan sijoittaa kattoihin ja pystysuoriin pintoihin, jotka muuten jäisivät käyttämättä.
Integroimalla aurinkopaneelit rakennusten julkisivuihin kaupungit voivat hyödyntää valtavaa lisäenergiapotentiaalia ilman, että tarvitaan uusia tontteja tai muutetaan kaupunkikuvaa. Rakennuksiin integroidut aurinkosähköjärjestelmät (BIPV) ovat avainasemassa puhtaan energian laajentamisessa tiheästi asutuilla alueilla.
Estetiikka kohtaa energian
Alustavien testien aikana uudet aurinkosähkömoduulit eivät eronneet visuaalisesti tavallisista metallisista julkisivupaneeleista, mutta niiden tehokkuus oli jopa 80 % verrattuna avoimiin vertailumoduuleihin.
Tämä on tärkeä askel kohti esteettisen lopputuloksen saavuttamista, koska rakentajat ja arkkitehdit ovat aina pitäneet sitä esteenä BIPV:n käyttöönotolle.
«ISFH-projektin kumppanin suorittamat testit osoittavat, että koristeellisilla pinnoitteilla varustetut aurinkosähkömoduulit eivät eroa visuaalisesti tavallisista julkisivuelementeistä ja saavuttavat pinnoitteesta riippuen jopa 80 % vertailumoduulien tehokkuudesta”, sanoi tohtori Steffen Günter, projektin johtaja Fraunhofer FEP:ssä.
Adheesion ongelmien ratkaiseminen
Merkittävä ongelma on varmistaa koristeellisten kalvojen vahva tarttuvuus sekä lasisiin aurinkosähkömoduuleihin että metallisiin julkisivuelementteihin.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi Fraunhofer FEP on kehittänyt plasmakäsittelyprosessin, joka antaa ETFE-kalvopohjalle nanomittakaavan karheuden, mikä parantaa merkittävästi tarttuvuutta pitkäaikaiseen käyttöön.
