Possiamo realizzare tegole con celle solari integrate: ora la sfida è renderle più economiche

Possiamo realizzare tegole con celle solari integrate: ora la sfida è renderle più economiche Questo, tranne stampato direttamente sulle tegole. Cole Eaton Photography / Shutterstock

Nonostante sia un paese così baciato dal sole, l'Australia è ancora in ritardo nella corsa per abbracciare l'energia solare. Mentre i pannelli solari adornano centinaia di migliaia di tetti in tutta la nazione, non abbiamo ancora visto il logico passo successivo: gli edifici con celle fotovoltaiche solari come parte integrante della loro struttura.

La nostra laboratorio spera di cambiarlo. Abbiamo sviluppato tegole solari con celle solari integrate sulla loro superficie utilizzando un adesivo appositamente personalizzato. Ora stiamo testando il loro rendimento nelle temperature rigide dell'Australia.

I nostri risultati dei test preliminari suggeriscono che le nostre tegole solari possono generare 19% di elettricità in più rispetto ai pannelli solari convenzionali. Questo perché le piastrelle possono assorbire l'energia termica in modo più efficace rispetto ai pannelli solari, il che significa che la superficie delle piastrelle si riscalda più lentamente alla luce solare prolungata, consentendo alle celle solari più tempo per lavorare a temperature più basse.

Possiamo realizzare tegole con celle solari integrate: ora la sfida è renderle più economiche La tegola solare.

Le emissioni di serra in Australia continuare a salire, realizzandolo più difficile rispettare gli impegni assunti in virtù dell'accordo di Parigi.

A livello globale, gli edifici commerciali e residenziali rappresentano circa il 40% del consumo energetico. Altri paesi stanno quindi cercando di ridurre le emissioni di gas serra rendendo gli edifici più efficienti dal punto di vista energetico. L'Unione Europea, ad esempio, si è impegnata a rendere tutti i grandi edifici carbon-neutral di 2050. Sia l'Europa che gli Stati Uniti stanno lavorando costruzione di edifici da materiali che possono sfruttare l'energia solare.

Qui in Australia, gli edifici rappresentano solo circa il 20% del consumo di energia, il che significa che le riduzioni complessive delle emissioni offerte dal miglioramento dell'efficienza sono minori.

Questo non vuol dire che non dovremmo provarci comunque, soprattutto considerando la quantità di luce solare disponibile. Tuttavia, rispetto ad altre nazioni, l'Australia è molto nella sua adolescenza quando si tratta di materiali da costruzione a energia solare.

Prendendo la temperatura australiana

In un recente recensione sulla rivista Solar Energy, abbiamo identificato e discusso i problemi che ostacolano l'adozione di costruzioni che generano energia solare, note come "fotovoltaico integrato negli edifici" o BIPV, qui in Australia.

Secondo la ricerca che abbiamo esaminato, gran parte della paura di adottare queste tecnologie deriva da una semplice mancanza di comprensione. Tra i fattori che abbiamo identificato c'erano: idee sbagliate sul costo iniziale e sui tempi di rimborso; mancanza di conoscenza della tecnologia; ansia per i futuri cambiamenti ai microclimi degli edifici; e persino propaganda contro i cambiamenti climatici e le energie rinnovabili.

Win tutto il mondo, i sistemi BIPV rappresentano solo il 2.5% del mercato del solare fotovoltaico (e praticamente zero in Australia). Ma questo è previsto salire a 13% a livello globale di 2022.

Lo sviluppo di nuove tecnologie BIPV come tegole solari e facciate solari non solo ridurrebbe le emissioni di gas serra, ma aprirebbe anche un enorme potenziale per le imprese e l'economia.

Secondo un sondaggio nazionale (vedere la voce relativa all'Australia qui), I proprietari di case australiani sono ancora più a loro agio con i pannelli solari sul tetto rispetto ad altri sistemi come quelli montati a terra.

A nostro avviso, pertanto, è ovvio che se vogliamo potenziare i sistemi BIPV in Australia, le nostre tegole solari sono il punto di partenza perfetto. Le nostre piastrelle presentano una serie di vantaggi, quali bassa manutenzione, aspetto accattivante, facilità di sostituibilità e nessun carico aggiuntivo sul tetto rispetto ai tradizionali pannelli solari montati sul tetto.

Sfide da affrontare

Tuttavia, le principali sfide per questa tecnologia sono gli attuali costi elevati, la scarsa consapevolezza dei consumatori e la mancanza di processi di produzione su scala industriale. Abbiamo realizzato le nostre piastrelle con l'aiuto di una struttura di stampa 3D presso la Western Sydney University, che può essere collegata a una macchina per la produzione di piastrelle esistente con lievi modifiche.

L'attuale costo di installazione di pannelli solari commerciali potrebbe essere elevato A $ 600 per metro quadrato, incluso l'inverter.

Inoltre, abbiamo poche informazioni su come funzioneranno le tegole nell'uso a lungo termine e non ci sono dati su se le tegole solari avranno un effetto sulle condizioni all'interno dell'edificio. È possibile che le piastrelle possano aumentare la temperatura interna, aumentando così la necessità di aria condizionata.

Per rispondere a queste domande, stiamo effettuando un'analisi completa dei costi del ciclo di vita delle nostre piastrelle solari, oltre a lavorare su come ridurre i costi. Il nostro obiettivo è ridurre il costo a A $ 250 per metro quadrato o anche meno, incluso l'inverter. Si spera che prezzi del genere darebbero ai proprietari di case australiani il potere di mettere l'energia solare nel tessuto della loro casa.

Circa l'autore

Abdul Alim, ricercatore post dottorato sullo sviluppo sostenibile (energia e acqua), Western University di Sydney; Ataur Rahman, Professore associato, Western University di Sydneye Zhong Tao, professore, Western Sydney University. L'autore principale ringrazia Il professor Bijan Samali per la preziosa supervisione della sua ricerca.The Conversation

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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