Bilde: IFE-forsker Junjie Zhu med ulike shingle-moduler. (Foto: IFE)
Sigrid Rønneberg, forsker ved Institutt for energiteknikk (IFE), avdeling solenergimaterialer og -teknologi, forventer at den nye typen shingle-modul vil kunne ta en anselig norsk markedsandel.
Bedre ytelse og estetiske fordeler
De oppdelte solcellene er lagt med overlapp, etter samme prinsipp som takshingel. I stedet for loddetråder er hver enkelte solcelle koblet sammen med elektrisk ledende lim (ECA – electrically conductive adhesive), i form av bånd som legges fra undersiden på én solcelle til oversiden på den neste. Deretter går strømmen ned til neste bånd.
Overlappene gjør at de aktive partiene på solcellene kommer kant i kant, slik at det ikke blir noe mellomrom mellom cellene på panelene. På shingle-solcellene er det derfor knapt mulig å se de sølvfargede og reflekterende trådene mellom solcellene, noe som gir shingle klare estetiske fordeler.
IFE har målt den totale effektgevinsten til mellom fem og ti prosent, sammenlignet med dagens ledende solceller på forbrukermarkedet (såkalte halvceller).
Shingle for norske forhold
I norske reisverk er standard avstand mellom midtpunktet på bjelker, stendere og taksperrer 60 centimeter, mens moderne solceller som regel måler 108–114 centimeter bredde og vel 170 centimeter høyde. Dette krever tilpasninger før bruk på norske bygninger.
Norske Isola er, i samarbeid med IFE, i ferd med å utvikle et nytt shingle-produkt for bygningsintegrerte solceller (BIPV). Det vil si solcellemoduler som er tette nok til at de kan erstatte tradisjonell fasadekledning og taktekking.
– Vi lager flere formater av solcellepanelene som er tilpasset norsk byggeskikk med 60 centimeter senteravstand, sier Jørgen Young, leder for innovasjon og utvikling i Isola Solar.
Ulike formater av Isolas moduler vil dessuten kunne kobles sammen uten strøm-omformere. Enten modulene er små eller store vil strømstyrken være den samme. Dette gjør at modulene kan kobles sammen på en langt enklere måte. Isola Solar regner med å lansere de nye produktene til høsten
Mindre påvirket av skygger
Det er vanlig å kutte solceller i biter for å lage moduler, og vanligvis kuttes solcellene i to biter for å lage halvceller. For shingle kuttes cellene flere ganger for å få det karakteristiske, overlappende designet.
Selve kutteprosessen, det at cellene kuttes fem eller seks ganger per shingle-modul, øker tapene noe. Samtidig muliggjør kuttingen det overlappende designet som gir mer solcelleareal per modul.
Tapet fra kutteprosessen ble tydeligere da solcellene fikk høyere ytelse. Når enhetscellestørrelsen bare er en seksdel av den opprinnelige cellen, vil også strømmen bare være en seksdel av den opprinnelige cellen. Det har sine fordeler, forteller IFE-forsker Junjie Zhu.
Den reduserte strømmen reduserer effekttapet som følger av høy strømføring, og gjør samtidig at risikoen for at sammenkoblede kretser av solceller faller ut på grunn av skygge på én av solcellene – såkalt hot spot-risiko reduseres.
Shingle-ideen i seg selv er ikke ny
Ideen om å koble sammen solceller som shingle og dermed øke tettheten til solcellene, går helt tilbake til 1960-tallet. Forskere ved IFE tror grunnen til at shingle likevel ikke helt har tatt av ennå, har sammenheng med kostnader og usikkerhet.
– Å bruke elektrisk ledende lim i stedet for loddetråder øker prisen. At flere solceller får plass på samme areal, øker også kostnaden, sier Zhu.
I tillegg har det vært knyttet usikkerhet til stabiliteten ved bruk av et polymerbasert lim som ledemateriale. Zhu forteller at økt motstand i sammenkoblingene øker brannfaren, men at dette ikke utgjør en risiko med god kvalitetskontroll på det nye ledende limet.
Fremveksten av høyeffektive solceller med perc-, mutilibusbar- og halvcelle-teknologi har også lagt en demper på shingle-utviklingen. Den reduserte gevinsten ved shingle når man ser på effektoverføring fra solcellen til modulen har vært nok til at store deler av solcelleindustrien er blitt sittende på gjerdet.
Zhu tror likevel at estetikken vil tale i favør av shingle. Særlig nå som vi begynner å kle fasader med solceller. Da blir solcellene synlige på en helt annen måte.
– Både effekten og estetikken vil gjøre at slike solceller vil bli mer brukt på bygninger og i arkitektur, tror Sigrid Rønneberg.
Kildeartikkel: Nå kommer shingle, Teknisk ukeblad.
Relevante nyheter
-
11. april 2024
Nye forskningssentre for miljøvennlig energi til IFE
Forskningsrådet styrker satsningen på batteriteknologi og solenergi gjennom etablering…
-
13. januar 2023
Forskere etterspør klarere kriterier for vindkraftutbygging
Økt satsing på vindkraft kan gi et viktig bidrag til å bekjempe globale klimaendringer,…