Mae Solar Glass, cynnyrch arloesol sy'n cyfuno technoleg ffotofoltäig â deunyddiau adeiladu, wedi chwarae rhan hanfodol yn y trawsnewid ynni byd -eang ac adeiladu - tueddiadau ffotofoltäig integredig (BIPV) yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Ei swyddogaeth graidd yw cynnal y golau - yn trosglwyddo a gwres - priodweddau inswleiddio gwydr traddodiadol wrth amsugno ymbelydredd solar a'i drawsnewid yn drydan, a thrwy hynny gyflawni egni hunan {- digonolrwydd ar wyneb yr adeilad. Gyda'r datblygiadau cydgysylltiedig mewn gwyddoniaeth deunyddiau ffotofoltäig, dylunio pensaernïol, a phrosesau gweithgynhyrchu, mae gwydr solar yn symud o'r labordy i gymhwysiad graddfa - mawr ac yn raddol mae'n dod yn gydran graidd mewn datblygiad trefol carbon isel -.
Egwyddorion a Dosbarthiad Technegol
Yn y bôn, mae gwydr solar yn ymgorffori neu'n integreiddio celloedd ffotofoltäig (fel silicon crisialog neu gelloedd ffilm tenau -) yn swbstrad gwydr, gan drosi egni golau yn drydan trwy effaith ffotofoltäig deunyddiau lled -ddargludyddion. Yn seiliedig ar y llwybr technolegol a'r ffocws swyddogaethol, gellir ei rannu'n dri chategori canlynol:
1. Gwydr solar silicon crisialog
Yn seiliedig ar gelloedd silicon monocrystalline/polycrystalline traddodiadol, mae'r celloedd yn cael eu crynhoi rhwng dwy haen o wydr tymer trwy broses lamineiddio (y strwythur cyffredin yw gwydr - ffilm Eva - cell - ffilm Eva - gwydr) gwydr). Mae gan y math hwn o wydr effeithlonrwydd trosi uchel (dros 22% yn y labordy a chyfartaledd o 18% -20% mewn cynhyrchu màs). Fodd bynnag, oherwydd anhyblygedd celloedd silicon, yn nodweddiadol mae angen ei osod yn sefydlog ac mae'n addas ar gyfer arwynebau gwastad fel toeau a waliau llenni.
2. Tenau - Ffilm Gwydr Solar
Yn seiliedig ar denau hyblyg - technolegau celloedd ffilm fel silicon amorffaidd (a - si), cadmium telluride (cdte), neu copr indium gallium selenide (cigs), mae haen lled -ddargludyddion yn cael ei adneuo'n uniongyrchol ar yr arwyneb gwydr i ffurfio cenhedlaeth pŵer. Mae gan gelloedd ffilm tenau - ymateb golau - cryf (cynhyrchu pŵer hyd yn oed o dan olau cymylog neu wasgaredig) a gellir eu ffugio i ffurfiau hyblyg neu grwm, gan eu gwneud yn ddelfrydol i'w hintegreiddio i ffasadau adeiladu anarferol o siâp anarferol neu ffenestri to. Er enghraifft, mae effeithlonrwydd cynhyrchu màs cdte tenau - gwydr ffilm oddeutu 10%-13%, ond mae angen optimeiddio technegol ar wenwyndra ei ddeunydd crai (cadmiwm) a materion ailgylchu.
3. Gwydr solar tryloyw
Wedi'i ddylunio'n arbennig ar gyfer adeiladu gofynion goleuo dydd, mae'r math hwn o wydr yn cyflawni cynhyrchu pŵer wrth gynnal trawsyriant golau gweladwy (yn nodweddiadol 30%- 60%) trwy addasu dwysedd celloedd neu ddefnyddio technolegau cysgodi isel fel sensiteiddio llifynnau. Defnyddir y math hwn o wydr yn helaeth mewn swyddfeydd, tai gwydr a lleoedd cyhoeddus sy'n gofyn am olau naturiol, gan gydbwyso cynhyrchu ynni â chysur dan do.
Statws cais ac astudiaethau achos nodweddiadol
Ar hyn o bryd, mae cymhwyso gwydr solar wedi ehangu o brosiectau arbrofol cynnar i senarios amrywiol fel adeiladau masnachol, cyfleusterau cludo, ac adeiladau preswyl. Mae treiddiad ei farchnad yn parhau i gynyddu gyda chostau sy'n dirywio a chefnogaeth polisi.
Pensaernïaeth: gorchudd cynhwysfawr o lenni i doeau
Mewn adeiladau codi -, llenni gwydr solar yw'r cymhwysiad mwyaf nodweddiadol. Er enghraifft, mae prosiect "Sustainable City" Dubai yn defnyddio ardal fawr o gadmiwm telluride tenau - llenni gwydr ffilm, gan gynhyrchu digon o drydan i ddiwallu dros 30% o anghenion trydan blynyddol yr adeilad. Yn Tsieina, mae gwydr solar silicon monocrystalline wedi'i integreiddio i gyfran o ffasâd allanol twr Shanghai, gan leihau allyriadau carbon dros 1,000 tunnell y flwyddyn. Mewn cymwysiadau preswyl, mae teils ffotofoltäig to (ffurf arbenigol o wydr solar) yn raddol yn disodli eryr asffalt traddodiadol ac yn dod yn nodwedd safonol mewn cartrefi diwedd - uchel oherwydd eu hintegreiddio'n ddi -dor ag estheteg bensaernïol.
Cludiant a Seilwaith: Nodau mewn Rhwydwaith Ynni Dynamig
Mae gwydr solar hefyd yn ennill poblogrwydd mewn fisorau pontydd, toeau stop bysiau, a rhwystrau sŵn priffyrdd. Er enghraifft, mae "llwybr beic solar" yr Iseldiroedd yn defnyddio celloedd silicon crisialog sydd wedi'u crynhoi mewn gwydr tymer, gan ddarparu mynediad a phwer ar gyfer goleuadau stryd cyfagos. Mae rhannau o'r waliau gwrthsain ar Beijing China - Gwibffordd Xiong'an wedi'u hymgorffori â gwydr solar tryloyw, gan gynhyrchu digon o drydan yn flynyddol i bweru miloedd o aelwydydd.
Cymwysiadau Diwydiannol: Atodiad i Ynni Dosbarthedig
Mewn ffenestri to ffatri neu doeau tŷ gwydr, gall gwydr solar drawsnewid lleoedd fertigol a llethrog nas defnyddiwyd yn orsafoedd pŵer bach. Er enghraifft, mae tŷ gwydr craff cwmni technoleg amaethyddol yn defnyddio cigs tenau - ffilm solar ffilm, sydd nid yn unig yn darparu'r golau gorau posibl ar gyfer cnydau ond hefyd yn pweru offer rheoli tymheredd a dyfrhau, gan leihau costau ynni cyffredinol oddeutu 25%.
Heriau a thagfeydd technegol
Er gwaethaf rhagolygon cymhwysiad addawol gwydr solar, mae ei leoliad graddfa fawr - yn dal i wynebu sawl her:
• Cydbwyso effeithlonrwydd a chost: Mae effeithlonrwydd trosi gwydr solar prif ffrwd cyfredol yn parhau i fod yn is nag effeithlonrwydd ffotofoltäig canolog traddodiadol (mae effeithlonrwydd labordy'r olaf wedi bod yn fwy na 26%). Mae'r gofyniad trosglwyddo uchel yn cyfyngu ar ddwysedd celloedd ymhellach, gan arwain at gynhyrchu pŵer isel fesul ardal uned. Ar ben hynny, mae gwrthiant y tywydd a sefydlogrwydd tymor hir - o ddeunyddiau crynhoi (megis ffilm EVA) yn effeithio'n uniongyrchol ar hyd y cynnyrch (wedi'i dargedu ar dros 25 mlynedd), ac mae angen dilysu technolegau cysylltiedig o hyd.
• Cydnawsedd â rheoliadau adeiladu: Fel deunydd adeiladu, rhaid i wydr solar fodloni safonau llym ar gyfer amddiffyn tân (ee, ymwrthedd tân yn fwy nag neu'n hafal i 1 awr), ymwrthedd pwysau gwynt (yn fwy na neu'n hafal i 1.5 kPa), ymwrthedd daeargryn, a diogelwch trydanol (ymwrthedd inswleiddio> ymwrthedd inswleiddio> 100 M person). Nid yw rhai gwledydd eto wedi cyhoeddi rheoliadau penodol ar gyfer modiwlau BIPV, gan arwain at gylchoedd cymeradwyo prosiect estynedig.
• Materion ailgylchu ac amgylcheddol: Gall deunyddiau crynhoi sy'n cynnwys metelau trwm (fel cadmiwm mewn cadmiwm telluride) neu sy'n anodd eu diraddio fod yn risgiau amgylcheddol. Felly, mae angen sefydlu system ailgylchu cylch bywyd llawn - er enghraifft, trwy echdynnu'r cydrannau gwydr a metel trwy dechnegau gwahanu corfforol, neu drwy ddatblygu cadmiwm - tenau rhydd - batris ffilm (fel batris perovskite ar hyn o bryd.
Rhagolygon a thueddiadau datblygu
Gyda datblygiad y nodau "carbon deuol" byd -eang, bydd gwydr solar yn tywys mewn rownd newydd o arloesi technolegol ac ehangu'r farchnad.
Cyfeiriad technegol: effeithlonrwydd ac integreiddio amlswyddogaethol
Yn y dyfodol, disgwylir i fasnacheiddio celloedd solar perovskite (effeithlonrwydd damcaniaethol yn fwy na 30%, gyda chanlyniad labordy uchaf cyfredol 25.7%) a chelloedd tandem (megis strwythurau perovskite/silicon tandem silicon) i wella'n sylweddol effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer wydr solar cynhyrchu pŵer. At hynny, bydd integreiddio technoleg pylu craff (addasu trawsyriant trwy haen electrochromig) a swyddogaethau rheoli thermol (integreiddio deunyddiau newid cyfnod i leihau llwythi oeri adeiladu) yn hyrwyddo uwchraddio gwydr solar o "gynhyrchu pŵer unig" i "reoli ynni cynhwysfawr."
Gyrwyr y farchnad: Catalysis deuol polisi a galw
Mae cymorthdaliadau'r llywodraeth ar gyfer BIPV (ee, 14eg pump pump - blwyddyn cynllun blwyddyn ar gyfer effeithlonrwydd ynni adeiladu a datblygu adeiladau gwyrdd yn cefnogi datblygiad integredig adeiladau solar yn benodol), safonau ardystio adeilad gwyrdd (ee, LEED ac yn dda, sy'n cynyddu pwysiad ynni adnewyddadwy), a llywodraethu ar y blaenaeth, a llywodraethu ar y sboncen, a llywodraethu ar y môr corfforaethol, a llywodraethu yn barhaus, a llywodraethu ar gyfer y galw am y ffaith, a llywodraethu ar y camau corfforaethol. Mae'r Asiantaeth Ynni Rhyngwladol (IEA) yn rhagweld y bydd y farchnad BIPV fyd -eang yn fwy na $ 100 biliwn erbyn 2030, a disgwylir i wydr solar gyfrif am dros 40% o hyn.
Nghasgliad
Fel croesiad arloesol rhwng technoleg ffotofoltäig a deunyddiau adeiladu, mae gwydr solar nid yn unig yn chwyldroi cynhyrchu ynni ond hefyd yn ail -lunio ymarferoldeb a gwerth ecolegol adeiladau. Tra'n wynebu heriau ar hyn o bryd o ran effeithlonrwydd, cost a chydymffurfiad rheoliadol, gydag optimeiddio cydgysylltiedig gwyddoniaeth deunyddiau, prosesau gweithgynhyrchu, a'r amgylchedd rheoleiddio, mae'n barod i chwarae rôl anadferadwy yn y trawsnewidiad carbon - byd -eang a dod yn gyfrwng craidd {}-}}}}}.
