byggnader behöver inte längre kompromissa med fönstrets transparens vid installation av solpaneler. Polysolar, baserat i Cambridge, har en tydlig vision för framtiden för solenergi, och har lanserat en ersättning för traditionella glasfönsterrutor som också producerar ren, förnybar energi.

Polysolar har funnits sedan 2007 och utvecklat nästa generations fotovoltaik baserat på organiska polymerer. Företaget har levererat solpaneler till marknaden i cirka fem år.

tryckprocessen

fotovoltaiskt (PV) glas använder samma grundprincip som solpaneler som du ser på tak, men det är transparent. Tekniken som används kallas tunnfilm, vilket helt enkelt innebär att det aktiva PV-skiktet appliceras mycket tunt. Till skillnad från konventionella solpaneler där kiselmonokristaller odlas och skivas i skivor, tunnfilmsteknologi vakuumavsätter en film på ett genomfört glasskikt.

Polysolar VD Hamish Watson förklarar processen, som har utvecklats i samarbete med den tyska kemikaliegruppen Merck.

data, insikter och analyser som levereras till dig se alla nyhetsbrev från Power Technology-teamet Anmäl dig till våra nyhetsbrev Anmäl dig här

” producerar och utvecklar vårt aktiva material; ett färglöst absorberande skikt som kan tryckas flytande”, säger han. ”Så det är en tryckprocess snarare än den mer traditionella användningen av en stor vakuumkammare.

” du skriver ut på en glasbit och du har ett elnät tryckt på. Du lägger sedan på olika lager, men det är allt tryckt ovanpå varandra för att göra din cell.”

den andra partnern på projektet är Center for Process Innovation (CPI), ett brittiskt statligt finansierat forskningsinstitut med ett innovationscenter i Sedgefield, County Durham som specialiserat sig på att skala upp teknik för tillverkning.

fördelen med tryckelementet är att alla storlekar, former och variationer av glaset som en kund vill ha kan produceras.

varför PV-glas trumpar tävlingen

Watson säger att det finns många fördelar med att använda PV-glas istället för traditionella paneler, förutom att kunna se igenom det.
”det fungerar på lägre ljusnivåer, så det kommer att fungera ner till mindre än 10% av solljuset”, säger Watson. ”Det ändrar inte effektiviteten beroende på hur mycket ljus det får.”

detta innebär att dessa paneler kan placeras där andra normalt inte skulle fungera, till exempel på vertikala fasader på någon sida av en byggnad. Omgivande och reflekterande ljus absorberas alla, så panelernas position är inte lika avgörande som för originalpaneler som måste suga upp så mycket direkt solljus som möjligt.

när en panel är skuggad påverkas inte de andra, vilket kan vara fallet när det finns massor av solpaneler tillsammans i en seriesträng.

” med vår teknik länkar du parallellt med redan högspänningspaneler, säger Watson. ”Det betyder att om man är skuggad, går inte hela partiet ner.

”våra arbetar alltid med sin optimala prestanda över en array, snarare än att i princip vara på den sämsta presterande nivån på någon panel i en seriesträng.”

konventionella solpaneler är mindre effektiva ju varmare de blir och måste därför ventileras för att hålla dem svala. Polysolar paneler påverkas inte av temperaturen eftersom de kan isoleras direkt, och därför kan läggas till tvåglasfönster enheter.

PV-glas har också fördelen att minska både värmeförstärkningen i en byggnad och dess värmeförluster.

”våra paneler, den dubbelglasade enheten, motsvarar en trippelglasad enhet när det gäller prestanda”, säger Watson. ”Det gör bort med att behöva sätta på saker som brise soleil och den typen av saker att skugga byggnader.”

att försöka hålla byggnader svala är dyrt, så att hjälpa till med detta kommer förmodligen att påverka hur mycket pengar företag spenderar på luftkonditionering och skuggningselement.

”det tar faktiskt också en del av värmen ut och förvandlar den till El, så en del av det infraröda ljuset omvandlas till El”, förklarar Watson. ”Ett av de andra nyckelelementen är att ledarskikten som vi använder för att kompensera cellen är exakt samma som vad du använder i low-E-glas, så du sätter på ett transparent ledare utanför lager för att reflektera värmen tillbaka.”

är PV-glas ett realistiskt alternativ?

Watson förklarar att de genomsnittliga kraven på kontorsbyggnad är ganska stora på grund av ett stort beroende av datorer och kylsystem.

” med det sagt, ja du kan göra en byggnad nollkol genom att täcka den i fotovoltaik, ” tillägger han.

varje panel producerar 60 till 70 watt per kvadratmeter, så byggnader med stora ytor, som Shard i London, kommer att producera betydligt mer kraft än de med små ytor. Mängden kraft som produceras kommer att variera mycket beroende på byggnadens form och position, men Watson säger att betydande nivåer har uppnåtts i de flesta fallstudier.

till exempel, Polysolar sätta upp en byggnad på Building Research Establishment I Watford, som har en tre våningar glas atrium som producerar alla sina effektbehov.

”på samma sätt producerar några av de andra byggnaderna vi har mellan ungefär en tredjedel och en halv av kraftbehovet”, säger Watson.
när det gäller överkomliga priser säger Watson att Polysolar-paneler är dyrare än konventionella glasrutor, men det är bara en marginell extra kostnad, och teamet arbetar med att göra panelerna mer effektiva och kostnadseffektiva hela tiden.

” om du sätter upp en gardinvägg på en byggnad tittar du på mellan 700 och 1000 per kvadratmeter, ” säger han. ”PV-sidan kommer sannolikt att kosta 150 till 200 per kvadratmeter, så det är bara en ganska liten procentandel.”

med tillhörande energibesparingar säger Watson att användare i allmänhet kan förvänta sig att se återbetalning inom åtta till tio år efter installationen.

förbättrad effektivitet och framtidssäkring

de senaste Polysolar-panelerna är helt transparenta, medan tidigare versioner hade en orange nyans. Denna förbättring gör dem betydligt mer attraktiva, och innebär också att det finns flexibilitet när det gäller att göra dem i olika OH-film, färger och storlekar.

Watson säger att tekniken utvecklas, och företaget arbetar med effektiviteten och överklagandet av glaset.
”ju effektivare du kan göra dem desto bättre”, säger han. ”Det är uppenbart att om du absorberar allt ljus för att göra det till kraft, finns det en gräns för hur långt du kan gå på effektivitetsfronten.

”så vår huvudsakliga enhet för tillfället är estetik, för att göra dem så nära och lika och lättare att installera och lika billiga som konventionellt glas.”

han säger att om Polysolar glas i slutändan kostar samma som en vanlig ruta, skulle det inte finnas någon anledning att inte använda den för framtida utveckling, särskilt om energikostnaderna sänks på lång sikt.

Watson säger att denna teknik har en roll att spela i trenden mot byggnader med noll kol, särskilt om installationen är lika enkel och tillgänglig som vanliga material.

” det har varit spluttering startar och stoppar när det gäller byggregler som dikterar byggnader med nollkol och övergången till byggnader med nollkol”, säger han. ”Men generellt sett är det så hela världen är på väg.”

trots att den brittiska regeringen inte är särskilt proaktiv när det gäller att göra byggnader nollkol, tror Watson att rörelsen bara kommer att accelerera.

”bygghandeln själv tar ledningen eftersom de försöker framtidssäkra byggnader”, säger han. ”Det är en etablerad process för att komma dit. Den europeiska förordningen kommer in om några år, vilket kommer att diktera det.”