Các nhà khoa học từ Viện Nghiên cứu Năng lượng Mặt trời (SERI) của Singapore đã thiết kế một khối bức tường điện mặt trời (PV) tích hợp xây dựng, nhiều lớp, có thể được lắp đặt không cần giàn giáo. Hệ thống có kết cấu đỡ bằng thép không gỉ nhẹ, sử dụng gioang đệm cao su ngăn chặn không khí và nước mưa tại giao diện kết nối tường. Các khối xây dựng này được lắp đặt trên các tòa nhà cao tầng để cung cấp nguồn điện mặt trời cho nhu cầu trong công trình.

Nhà nghiên cứu Tianyi Chen, trả lời phỏng vấn tạp chí PV cho biết: "Đây là một hệ thống khối xây dựng mở, có thể phù hợp với tất cả các nhóm tòa nhà, đồng thời tích hợp được với các thành phần xây dựng khác như cửa sổ và cửa ra vào. Thiết bị có thể được áp dụng cho các mặt tiền chung cư có mật độ dân cư cao, cần tỷ lệ lớn những bức tường mờ đục, đặc biệt ở phía tây và phía đông."

 Một khối tường BIPV chế tạo sẵn

Nhóm nghiên cứu mô tả hệ thống thu thập năng lượng mặt trời này là một khối tường module pin điện mặt trời (BIPV) sẵn sàng sử dụng, mờ đục, nhiều lớp. Khối tường xây dựng được chế tạo hoàn chỉnh có lợi thế là dễ dàng lắp đặt, giảm rủi ro an toàn liên quan đến hoạt động trên các tòa nhà cao, chi phí thấp, sản xuất điện mặt trời hiệu suất cao, khả năng xây dựng nhanh chóng.

"Công nghệ này giúp tránh để các thành phần PV tiếp xúc với điều kiện thời tiết không thuận lợi trong thời gian dài trên công trường xây dựng," nhóm nghiên cứu nhấn mạnh.

Hệ thống plug-and-play (cắm và chạy) có kết cấu thép nhẹ bền vững, các khớp kết nối trong và ngoài được gắn bằng goăng cao su, ngăn không khí và nước mưa xâm nhập vào khe tường. Cấu hình hệ thống được đề xuất có thể được lắp đặt tại chỗ, không cần sử dụng giàn giáo hoặc thiết bị di động làm việc trên cao.

Các nhà khoa học cho biết: "Hệ thống mới đảm bảo hiệu suất cao của quang điện PV (pin điện mặt trời), sử dụng các module pin điện mặt trời (PV) trên nền tảng silicon thế hệ đầu tiên và năng lượng điện cấp module (MLPE), sử dụng kết cấu nhiều lớp vật liệu nhằm tạo ra khoang không khí thông gió giữa PV và cấu trúc chính để nhiệt dư thừa từ PV được tản xạ nhanh nhất vào môi trường. Lớp cách nhiệt đảm bảo điều kiện nhiệt tối ưu cho nội thất tòa nhà."

Ông Chen cho biết, chi phí cho khối tường (BIPV) khoảng 340 SGD (242 USD)/m2, bao gồm 75 SGD (53 USD) /m2 chi phí cho các tấm quang điện PV. Khối tường BIPV xây dựng sản xuất được khoảng 87,5 kWh mỗi năm trên mỗi mét vuông, với biểu giá điện hiện tại ở Singapore, thời gian hoàn vốn mua các khối bức tường BIPV này khoảng 13 năm. "

Nhóm nghiên cứu đã giới thiệu hệ thống tường xây dựng BIPV này trong bài viết có tiêu đề "Một phương pháp tiếp cận thiết kế mới cho các bức tường BIPV, chế tạo sẵn cho các tòa chung cư", được công bố trênTạp chí Kỹ thuật Xây dựng.

"Giải pháp công nghệ PV này phù hợp với những tòa nhà chung cư lớn, nếu khối tường BIPV lớn nằm trong giới hạn của tải trọng cần cẩu và cung ứng vận chuyển bằng xe vận tải. Kiến trúc sư có thể quyết định sự sắp xếp và kích thước các ô cửa cho các khối tường xây dựng BIPV kích thước khác nhau, sự kết hợp các vật liệu và module PV thứ cấp cần thiết để đáp ứng nhu cầu dùng điện tạo tạo cho tòa nhà theo thiết kế."