Итальянская керамическая промышленность работает над тем, чтобы интегрировать фотоэлектрическую технологию в плитку для того, чтобы получить облицовку, способную сократить энергозатраты зданий, оптимизируя теплообмен между внутренним и наружным воздухом. 

Первые прототипы дали обещающие результаты, которые можно применить в самых передовых проектах в биостроительстве. 

Фотоэлектрическая плитка в облицовках

Непрозрачные части, такие как стены и крыши, на 80% способствуют общему теплообмену зданий. 

Облицовки, выполненные с применением фотоэлектрической плитки, имеют своей целью оптимизировать энергетическую эффективность зданий, используя поверхности, освещенные солнцем. С помощью решений подобного типа можно снизить потери тепла в зимний период и регулировать теплообмен в летний период, держа под контролем солнечное излучение.

Наделение плитки новой функцией

В последние годы итальянская керамика работала над тем, чтобы интегрировать фотоэлектрические устройства (солнечные панели) в плитку в стремлении соединить эстетические и энергетические потребности, а также облегчить доступ к обновляемым источникам энергии.

Цель исследователей состоит в том, чтобы функционализировать плитку, иначе говоря, придать ей новые функции, которые будут включать тепловую изоляцию, самоочищаемость, а также накопление и преобразование энергии.

Разработка фотоэлектрической плитки

Для разработки плитки, покрытой фотоэлектрическим материалом, поиск сосредоточился на следующих целях: 

  • Замена слоя плиточной глазури фотоэлектрической поверхностью. 
  • Разработка технологии, пригодной для создания фотоэлектрических поверхностей прямо на керамической плитке.
  • Реализация функционализированной плитки для использования в облицовке.
  • Понимание их оптимального применения в наружных облицовках зданий

В установках BIPV (Building Integrated Photovoltaic) солнечные панели встроены в крыши и фасады, они выполняют различные функции, такие как генерация электричества и теплоизоляция; этот сегмент в строительной отрасли в настоящее время представляет собой один из наиболее растущих рынков.

Исследования CECERBENCH

Лаборатория CECERBENCH – в рамках Итальянского Керамического Центра – специализируется на разработке керамики с функциональной поверхностью; ее исследования показали, что можно получить облицовочные материалы, которые производят электричество, благодаря фотоэлектрическим вставкам. 

Для получения этого результата были изучены различные материалы, на которых слой глазури был заменен на солнечные элементы.  

Прототип фотоэлектрической плитки

Произведенный прототип фотоэлектрической плитки размером 10Х10 см, включает 4 фотоэлектрических элемента, соединенных по типу солнечной панели. 

Составленные таким образом плитки затем соединяются между собой с помощью простых электрических розеток и крепятся на алюминиевую конструкцию.

Первые испытания были выполнены путем сборки 9 таких прототипов (расположенных в три ряда по три плитки в каждом ряду) и закрепления полученного модуля на облицовку, расположенную на солнечной стороне, с дистанцированием примерно в 10 см, для имитации вентилируемого фасада. 

Структура фотоэлектрических плиток

Каждая отдельная фотоэлектрическая плитка включает:

  • проводящий слой, выполняемый по обычной в керамике технологии 
  • фотоэлектрический слой выполненный из a-Si или альтернативных материалов
  • защитный стекловидный или полимерный слой

По этому прототипу была сделана заявка на патент (Patent Cooperation Treaty) под названием «Керамическая плитка с поверхностью, функционализированной фотоэлектрическими элементами».

Результаты, полученные от прототипов

Благодаря изготовленным прототипам, стало возможным измерить, каким образом этот вид облицовки влияет на теплообмен между внутренним и наружным пространством.

Первые результаты показали, что такие параметры, как температура фотоэлектрических элементов, температура окружающей среды и солнечное освещение коррелируют линейным образом, а фотоэлектрические плитки способны поддерживать однородное тепловое поведение. 

Инновации Итальянской керамики

Опыт итальянской керамики в разработке плитки и самые передовые исследования в области обновляемой энергии позволили получить инновационный продукт, который представляет собой дальнейший шаг вперед к экологически устойчивому строительству.