Niemcy opracowali „niewidzialne” panele fotowoltaiczne

Naukowcy z niemieckiego Fraunhofer ISE twierdzą, że znaleźli sposób, by panele fotowoltaiczne wizualnie wtapiały się w budynki bez istotnej utraty mocy. Nowa technologia, która zostanie zaprezentowana na tegorocznym Intersolar, pozwala im imitować dachówki i elewacje.

Estetyka od lat pozostaje jedną z mniej oczywistych, ale realnych barier rozwoju fotowoltaiki zintegrowanej z budynkami. Niemiecki Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE zaprezentował rozwiązanie, które ma ten problem częściowo rozwiązać, umożliwiając tworzenie modułów PV przypominających wizualnie dachówki, elewacje czy inne elementy architektoniczne bez istotnej utraty wydajności.

Fotowoltaika, która nie musi wyglądać jak fotowoltaika

Nowa technologia o nazwie ShadeCut została opracowana przez naukowców z Fraunhofer ISE jako rozwinięcie koncepcji MorphoColor. Rozwiązanie wykorzystuje kolorowe folie z transparentnymi wycięciami, które pozwalają  na tworzenie realistycznych wzorów bez konieczności całkowitego zasłaniania aktywnej powierzchni modułu. Według instytutu technologia może być stosowana w standardowych modułach fotowoltaicznych, a pożądany wzór nanosi się na folię z wykorzystaniem procesów laserowych lub CAD. Oznacza to możliwość projektowania paneli przypominających np. ceramiczne dachówki, mur, balustrady czy spersonalizowane elementy z logotypami i grafikami.

REKLAMA

Fraunhofer wskazuje, że technologia jest szczególnie interesująca dla zastosowań w przypadku fotowoltaiki zintegrowanej z budynkami (building-integrated photovoltaics, BIPV), w tym elewacji, dachów zintegrowanych z PV czy obiektów historycznych, gdzie estetyka często pozostaje jednym z kluczowych ograniczeń wdrożeniowych.

Inspiracja motylem Morpho

Rdzeniem technologii pozostaje MorphoColor – koncepcja inspirowana strukturą skrzydeł motyla Morpho, których intensywny kolor powstaje nie dzięki pigmentom, lecz dzięki efektowi interferencji światła w trójwymiarowych strukturach fotonicznych. Fraunhofer przeniósł tę zasadę do modułów PV, tworząc mikrostruktury na tylnej stronie szkła ochronnego. W przeciwieństwie do klasycznych pigmentów czy dekoracyjnych powłok rozwiązanie ma minimalizować straty optyczne, które historycznie były jedną z głównych wad kolorowej fotowoltaiki.

REKLAMA

Według opublikowanej wcześniej pracy naukowej zespołu Fraunhofer w IEEE Journal of Photovoltaics starsze koncepcje estetycznej integracji PV mogły powodować straty sprawności rzędu 25–50 proc., szczególnie w przypadku silnie rozpraszających powłok dekoracyjnych.

W przypadku MorphoColor demonstracyjne moduły osiągały aż ponad 94 proc. mocy modułu referencyjnego. Fraunhofer podkreśla również, że MorphoColor projektowano z myślą o kompatybilności z przemysłowymi procesami produkcyjnymi. W opublikowanej pracy badawczej zespół wskazywał szacunkowy koszt wdrożenia technologii na poziomie 30–100 euro/m2, zaznaczając jednocześnie, że to wciąż rozwiązanie rozwijane i wymagające dalszego dopracowania.

Premium PV zamiast utility-scale commodity

Nowa technologia nie celuje w rynek najtańszej wielkoskalowej fotowoltaiki, gdzie kluczowym parametrem pozostaje koszt każdego wata mocy. Jej naturalnym miejscem wydaje się segment premium – architektura komercyjna, budynki reprezentacyjne, obiekty objęte ograniczeniami estetycznymi oraz projekty, w których integracja wizualna ma znaczenie porównywalne z produkcją energii. Jeśli ten kierunek okaże się komercyjnie opłacalny, fotowoltaika może przestać być postrzegana wyłącznie jako widoczny dodatek techniczny do budynku, a zacząć funkcjonować jako pełnoprawny materiał architektoniczny.

Więcej na temat zakresu badawczego projektu można przeczytać w pracy naukowej „The MorphoColor Concept for Colored Photovoltaic Modules” opublikowanej w czasopiśmie IEEE Journal of Photovoltaics. Co istotne, zgodnie z oficjalnym komunikatem na stronie Fraunhofer ISE, opisywana technologia zostanie zaprezentowana na tegorocznych targach Intersolar 2026 w Monachium, które odbędą się w dniach 23-25 czerwca.