p Elementos fotovoltaicos são geralmente encontrados em telhados - afinal, é onde a irradiação solar é mais alta. Contudo, como os pesquisadores do Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP descobriram, Os elementos fotovoltaicos em fachadas podem ser uma forma útil de complementar o fornecimento de energia. Se projetado de forma adequada, eles podem ser integrados de forma atraente e fornecer 50% mais energia do que os tipos existentes de elementos fotovoltaicos montados na parede. Até paredes de concreto são adequadas. p Elementos fotovoltaicos pertencem ao telhado - afinal, é onde eles recebem mais luz solar. Mas isso é apenas parcialmente verdade:faz sentido instalar elementos fotovoltaicos adicionais nas fachadas. Por uma coisa, eles fazem uso de espaço não utilizado de outra forma, e por outro, a energia que eles coletam pode complementar o fornecimento de energia de maneira útil. Atualmente, Contudo, pouca vantagem é aproveitada desta oportunidade, como o sol geralmente brilha nas fachadas em um ângulo desfavorável, e os próprios elementos tendem a não ser esteticamente atraentes.

p Fachadas atraentes com talento

p Em seu projeto SOLAR.shell, pesquisadores do Centro Fraunhofer para Silicon Photovoltaics CSP em Halle mostraram - junto com arquitetos da Universidade de Ciências Aplicadas de Leipzig (HTWK Leipzig) - que isso é tudo menos um problema. Eles apresentaram uma fachada solar que corrige esses problemas. "Os elementos fotovoltaicos integrados nesta fachada fornecem até 50 por cento mais energia solar do que os módulos montados perpendicularmente nas paredes dos edifícios, "diz Sebastian Schindler, gerente de projetos da Fraunhofer CSP. "Além disso, a fachada oferece apelo visual." Os arquitetos do HTWK desenvolveram a ideia e os projetos. Como os elementos fotovoltaicos individuais devem ser inclinados para capturar o máximo possível de radiação solar? Qual deve ser o tamanho dos módulos, e quantas células solares deveriam incluir idealmente? As descobertas da equipe foram apresentadas em um demonstrador de 2 x 3 metros feito de painéis compostos de alumínio com um total de nove módulos solares embutidos. Os especialistas Fraunhofer ofereceram sua experiência, conselho e assistência, e os elementos fotovoltaicos usados ​​no demonstrador também vieram do Fraunhofer CSP.

p Módulos solares em fachadas de concreto

p Em colaboração com HTWK Leipzig e TU Dresden, os pesquisadores do Fraunhofer CSP também desenvolveram opções adequadas para integrar elementos fotovoltaicos em fachadas de concreto - mais especificamente em fachadas feitas de concreto de carbono, um material desenvolvido por um consórcio de mais de 150 parceiros no projeto "C3 - Composto de Concreto de Carbono". A estabilidade necessária do concreto vem de fibras de carbono, em vez de fios de aço. "No Fraunhofer CSP, analisamos como os elementos fotovoltaicos podem ser melhor montados nesses tipos de fachadas de concreto de carbono, isto é, como obter o resultado ideal ao combinar este novo concreto com a produção de energia solar, "explica Schindler. Para tanto, os pesquisadores desenvolveram três conceitos e métodos diferentes para integrar os elementos fotovoltaicos em seções de fachada. Os módulos solares podem ser incluídos diretamente na concretagem das seções de concreto ou laminados ou colados nas lajes de concreto. Os módulos também podem ser fixados às lajes de concreto usando fixadores de vigas, conexões de parafuso ou outros meios, facilitando a fácil remoção para manutenção ou reparos. "Pudemos demonstrar que todas as três opções de montagem são tecnicamente viáveis, "diz Schindler.

p Um dos principais desafios é garantir que o método utilizado para produzir as seções de concreto seja compatível com a precisão dimensional exigida dos módulos fotovoltaicos. Isso está feito, por exemplo, fundindo as peças de concreto com uma depressão perfeitamente dimensionada para acomodar um módulo. Desta maneira, a orientação desejada em relação à irradiação solar e o design geral são preservados. “A precisão dimensional deve ser implementada diretamente na seção de concreto, "diz Schindler. Também deve ser garantido que os módulos fotovoltaicos não sejam fixados onde o concreto é particularmente fino ou onde as fibras de carbono estão localizadas, pois isso prejudicaria a resistência dos elementos da fachada. O projeto já foi concluído com sucesso.

p SOLARcon:fachadas de concreto 2.0

p No projeto de acompanhamento SOLARcon - da mesma forma em colaboração com HTWK Leipzig e TU Dresden, bem como dois parceiros corporativos, e lançado em novembro de 2019 - os especialistas da Fraunhofer estão agora estabelecendo soluções comercializáveis ​​para integração de módulos fotovoltaicos em lajes de concreto pré-moldado. A montagem da célula solar se manterá permanentemente? Para responder a esta pergunta, os pesquisadores do Fraunhofer estão conduzindo testes de resistência apropriados nos componentes fotovoltaicos e na interface com o concreto. Como a interface se comporta em várias condições climáticas? O que mostram os testes de envelhecimento acelerado? Além da abordagem baseada em experimentos, simulações também estão na agenda - mais especificamente, métodos de elementos finitos. Isso permite que os especialistas calculem, por exemplo, como o concreto e o ponto de fixação do elemento PV aquecem em altas temperaturas, ou quais cargas de vento e pressão o módulo solar deve suportar.