Ученые из Индии предложили использовать солнечные модули после окончания их срока службы в качестве строительного материала для недорогого жилья. Так как переработка солнечных модулей в настоящее время экономически нецелесообразна, исследователи предложили подход, при котором обычные солнечные панели превращаются в продукты BIPV (строительно-интегрированные фотоэлектрические модули) без каких-либо модификаций.
Ученые из Индийского института науки предложили использовать отслужившие свой срок фотоэлектрические панели (EoL-PV) в качестве строительного материала.
Исследовательская группа подчеркнула, что в настоящее время переработка солнечных модулей экономически нецелесообразна, и предложила подход, который заключается в превращении обычных солнечных панелей в изделия BIPV без каких-либо модификаций.
"Использование модулей EoL-PV позволит снизить стоимость стен, окон и крыши", - сказал один из авторов исследования Рошан Р. Рао. Вес панелей значительно ниже, чем обычных кирпичных стен толщиной 250 мм. Фундамент для конструкции EoL-PV будет намного легче и дешевле".
Исследователи построили реальное здание, интегрированное с панелями EoL-PV, которое, по их словам, представляет собой "фотоэлектрический дом" (BIPV), где стены, крыша и окна выполнены с использованием панелей EoL-PV.
Затем (для проверки производительности сравнили характеристики) смоделированного фотоэлектрического дома с кирпичными стенами, штукатуркой и крышей из RCC, на которой закреплены модули EoL-PV; а также эталонного дома, построенного из традиционных материалов. Размеры каждого дома составили 3 м × 3 м × 3 м в соответствии с типичной практикой строительства в Индии.
"Мы оценили климатическую восприимчивость этих домов в различных климатических зонах и возможные меры по улучшению тепловых характеристик подобных зданий", - сказал Рао.
Предполагается, что номинальная мощность фотоэлектрических панелей даже после окончания срока службы составит 4 кВт-ч/м2/день, что обеспечит часть необходимой энергии для жилых домов. Кроме того, исследователи учли энергоемкость фотоэлектрических панелей, которая представляет собой начальную энергоемкость минус энергия, которую они произвели до конца срока службы.
"Анализ затрат проводился с учетом фактической стоимости каждого строительного материала путем составления сметы для здания, построенного традиционным способом в Индии, и конструкций с EoL-PV панелями", - добавил Рао.
По результатам анализа, ученые обнаружили, что здание, построенное по технологии BIPV имеет более низкую энергоемкость, чем здание, построенное по концепции BAPV, поскольку в последнем случае требуется дополнительный материал для крепления EoL-PV к существующему зданию. "Чистая энергоемкость здания обусловлена только непанельными элементами", - отмечают исследователи.
Используя анализ времени окупаемости энергии (EPBT), они установили, что сроки окупаемости установок BIPV и BAPV с использованием 15-летних солнечных модулей составят 3,42 года и 5,5 года соответственно, причем наиболее существенным фактором, влияющим на эти значения, является ежегодная скорость деградации модулей. "Выгода от использования панелей EoL-PV с точки зрения чистой воплощенной энергии зависит от возраста панелей EoL-PV", - отметили они.
Группа представила свои результаты в статье "Изучение использования фотоэлектрических панелей после окончания срока службы (EoL) в жилищном строительстве и устойчивом развитии", опубликованной в журнале Solar Energy.
"С нашим подходом фотоэлектрические панели с истекшим сроком службы больше не будут рассматриваться как ненужный отходы", - сказал Рао. "Производители смогут перепроектировать рамы и применять фотоэлектрические панели после окончания их срока службы".