Vokietijos Fraunhoferio Saulės energijos sistemų instituto ISE tyrėjai pristatė sprendimą, kuris gali pakeisti požiūrį į saulės modulių dizainą: spalvotos ir raštuotos plėvelės leidžia moduliams vizualiai susilieti su pastatų fasadais, bet beveik neprarasti našumo. Pagrindinis pažadas – iki 95 proc. į modulį patenkančios šviesos vis dar pasiekia saulės elementus.
Iki šiol bandymai „pagyvinti“ fotovoltinius modulius dažniausiai reiškė kompromisą: kuo daugiau spalvos, tuo daugiau šviesos užblokuojama, o elektros gamyba krenta. Dėl to saulės elektrinės miestų centruose, istoriniuose kvartaluose ar reprezentaciniuose pastatuose neretai susiduria su estetika ir paveldosauga susijusiais ribojimais.
Naujoji technologija remiasi ne įprastais pigmentais, o šviesą „valdantiems“ mikroreljefams būdingu principu, vadinamu struktūrine spalva. Kitaip tariant, spalvos įspūdis sukuriamas geometrija, o ne dažais, todėl galima atspindėti tik labai siaurą šviesos spektro dalį ir didžiąją dalį spinduliuotės praleisti toliau į elementus.
Kaip sukuriamas raštas be pigmentų
Fraunhofer ISE sprendime naudojamos specialios plėvelės, kurios gali būti integruojamos į modulio konstrukciją kaip kapsuliavimo sluoksnis arba galinis sluoksnis. Raštai ir spalviniai efektai formuojami preciziškai apdorojant paviršių lazeriais ir kompiuteriniu projektavimu, taip sukuriant itin smulkius, akiai „spalvą“ imituojančius paviršiaus elementus.
Institutas skelbia, kad nepriklausomi matavimai parodė: tokie raštuoti moduliai gali išlaikyti iki 95 proc. našumo, palyginti su standartiniais juodais moduliais. Kai kurių sprendimų atveju minimas iki 94 proc. našumas, jei raštas dengia visą paviršių ir yra vizualiai intensyvesnis.
Praktiškai tai reikštų, kad moduliai galėtų atrodyti kaip fasado apdaila, stogo danga ar architektūrinis akcentas, o ne kaip tamsūs vienodi skydai. Tokia kryptis ypač aktuali tankiai užstatytuose miestuose, kur didelė dalis potencialo slypi būtent ant fasadų, o ne tik ant stogų.
Įkvėpimas iš drugelio sparnų
Tyrėjai aiškina, kad idėja siejasi su morpho drugeliu, garsėjančiu ryškiai mėlynais sparnais. Šią spalvą sukuria ne pigmentas, o mikroskopinės trimatės struktūros, kurios selektyviai atspindi labai siaurą bangos ilgių ruožą, o kitas bangas praleidžia arba nukreipia taip, kad akiai susidaro intensyvios spalvos įspūdis.
Fraunhofer ISE nurodo, kad panašus principas perkeltas į fotovoltinių modulių stiklą: taikant vakuuminį procesą sukuriama mikrostruktūra galinėje dengiamojo stiklo pusėje. Taip modulis gali „rodyti“ norimą atspalvį ar raštą, tačiau saulės elementai vis tiek gauna didžiąją dalį šviesos, reikalingos elektros gamybai.
Ekspertų akimis, tokie sprendimai gali tapti svarbiu postūmiu pastatų integruotai fotovoltikai, kai energijos gamyba planuojama kartu su architektūra. Tai taip pat gali sumažinti konfliktus tarp atsinaujinančios energetikos plėtros ir estetinių reikalavimų, nes vizualiai saulės moduliai nebeatrodytų kaip svetimkūnis.