Vi kan lave tagsten med indbyggede solceller — nu er udfordringen at gøre dem billigere

På trods af at det er sådan et sunkysset land, Australien halter stadig bagud i kapløbet om at omfavne solenergi. Mens solpaneler pryder hundredtusindvis af tage over hele landet, vi har endnu ikke set det logiske næste skridt:bygninger med solcelleceller som en integreret del af deres struktur.

Vores laboratorium håber at ændre det. Vi har udviklet solcelletagsten med solceller integreret på deres overflade ved hjælp af en specialtilpasset klæber. Vi tester nu, hvordan de klarer sig i Australiens hårde temperaturer.

Vores foreløbige testresultater tyder på, at vores solcelletagsten kan generere 19 % mere elektricitet end konventionelle solpaneler. Dette skyldes, at fliserne kan absorbere varmeenergi mere effektivt end solpaneler, hvilket betyder, at flisernes overflade opvarmes langsommere i vedvarende solskin, giver solcellerne mere tid til at arbejde ved lavere temperaturer.

Australiens drivhusemissioner fortsætter med at stige, gør det sværere at opfylde sine forpligtelser i henhold til Paris-aftalen.

Globalt, erhvervs- og boligbyggerier står for omkring 40 % af energiforbruget. Andre lande ser derfor hårdt på at reducere deres drivhusudledning ved at gøre bygninger mere energieffektive. Den Europæiske Union, for eksempel, har lovet at gøre alle store bygninger CO2-neutrale i 2050. Både Europa og USA arbejder på at opføre bygninger af materialer, der kan udnytte solenergi.

Her i Australien, bygninger står kun for omkring 20 % af energiforbruget, hvilket betyder, at de samlede emissionsreduktioner, der tilbydes fra forbedret effektivitet, er mindre.

Dermed ikke sagt, at vi ikke skal gå efter det alligevel, især i betragtning af mængden af ​​solskin. Men sammenlignet med andre nationer, Australien er meget i sin teenageår, når det kommer til solar-smarte byggematerialer.

Tager Australiens temperatur

I en nylig anmeldelse i tidsskriftet Solar Energy, vi identificerede og diskuterede de problemer, der hindrer vedtagelsen af ​​solenergi-genererende konstruktioner - kendt som "bygningsintegreret fotovoltaik", eller BIPV – her i Australien.

Ifølge den forskning, vi har gennemgået, meget af frygten for at adoptere disse teknologier kommer ned til en simpel mangel på forståelse. Blandt de faktorer, vi identificerede, var:misforståelser om forudgående omkostninger og tilbagebetalingstid; manglende viden om teknologien; angst for fremtidige ændringer i bygningers mikroklima; og endda propaganda mod klimaændringer og vedvarende energi.

I hele verden, BIPV-systemer tegner sig for kun 2,5% af solcellemarkedet (og næsten nul i Australien). Men dette forventes at stige til 13 % globalt i 2022.

Udvikling af nye BIPV-teknologier såsom solcelletagsten og solcellefacader vil ikke kun reducere drivhusgasemissionerne, men også åbne et enormt potentiale for erhvervslivet og økonomien.

Ifølge en national undersøgelse (se indlægget for Australien her), Australske husejere er stadig meget mere komfortable med tagsolpaneler end andre systemer, såsom jordmonterede.

Efter vores mening er det derfor naturligt, at hvis vi ønsker at booste BIPV-systemer i Australien, vores solcelletagsten er det perfekte sted at starte. Vores fliser har en række fordele, såsom lav vedligeholdelse, attraktivt udseende, nem udskiftning, og ingen ekstra belastning på taget sammenlignet med konventionelle tagmonterede solcellepaneler.

Udfordringer forude

Alligevel, de største udfordringer for denne teknologi er de nuværende høje omkostninger, dårlig forbrugerbevidsthed, og mangel på fremstillingsproces i industriel skala. Vi lavede vores fliser ved hjælp af en 3-D printfacilitet på Western Sydney University, som kan fastgøres til en eksisterende flisefremstillingsmaskine med mindre ændringer.

De nuværende installationsomkostninger for kommercielle solfliser kan være så høje som A$600 pr. kvadratmeter, inklusive inverteren.

Hvad mere er, Vi har kun få oplysninger om, hvordan tagstenene vil fungere ved langvarig brug, og ingen data om, hvorvidt solcellefliser vil have betydning for forholdene inde i bygningen. Det er muligt, at fliserne kan øge temperaturen indeni, øger dermed behovet for aircondition.

For at besvare disse spørgsmål, vi udfører en komplet livscyklusomkostningsanalyse af vores solcellefliser, samt arbejde på måder at nedbringe omkostningerne. Vores mål er at reducere omkostningerne til A$250 pr. kvadratmeter eller endnu mindre, inklusive inverteren. Priser som det ville forhåbentlig give australske husejere magten til at sætte solenergi ind i deres hjem.

Hovedforfatteren takker professor Bijan Samali for værdsat supervision af hans forskning.

Md Abdul Alim, Postdoc forsker i bæredygtig udvikling (energi og vand), Western Sydney University ; Ataur Rahman, lektor, Western Sydney University , og Zhong Tao, Professor, Western Sydney University

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.