Βελτίωση της απόδοσης φωτοβολταϊκών υλικών και διατάξεων, με εφαρμογή στην αρχιτεκτονική των κτιρίων

• Κύριος συγγραφέας: Καράνταγλη, Ελένη
• Άλλοι συγγραφείς: Karantagli, Eleni
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Ενεργειακή ανακαίνιση; Μικροδομές; Γωνία πρόσπτωσης; Κτίρια μηδενικής ενέργειας; Φωτοβολταϊκά συστήματα; Energy renovation; Nanostructures; Photovoltaics; ΖΕΒ; RCWA; DFT

Ο κτιριακός τομέας αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους στην κατανάλωση ενέργειας και κάθε βήμα για την μείωση της και την αντικατάσταση των συμβατικών πηγών όπου είναι εφικτό από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, θα συμβάλλει στην παγκόσμια επίλυση του ενεργειακού, περιβαλλοντικού και οικονομικού ζητήματος. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, στόχο αποτελεί η βελτίωση της απόδοσης φωτοβολταϊκών στοιχείων μέσω υπολογιστικών μεθόδων, καθώς και διατάξεων, προκειμένου να χρησιμοποιηθούν ευρέως σε κτιριακές φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις (Building Integrated Photovoltaics – BIPVs) και να ενισχύσουν την διαμόρφωση κτιρίων μηδενικής ή σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης (Zero or near Zero Energy Building – ZEB / nZEB) και ανάπτυξης της αρχιτεκτονικής και αισθητικής τους πρωτοτυπίας. Έπειτα από σημαντικά δεδομένα που συλλέχθηκαν μέσω πειραματικών μετρήσεων σε εγκατεστημένη φωτοβολταϊκή εγκατάσταση, απορρέει το συμπέρασμα ότι η τοποθέτηση των φωτοβολταϊκών πλαισίων μπορεί να γίνει ακόμη και στην θεωρητικά «απαγορευμένη» βορινή πλευρά στέγης κτιρίων με ικανοποιητικά αποτελέσματα, για την συνολικά ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Εφόσον, λοιπόν, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε εκτεταμένα σε ένα κτίριο φωτοβολταϊκά συστήματα, το να βελτιώσουμε τα φωτοβολταϊκά κύτταρα ως προς την ανακλαστικότητα σε υψηλές γωνίες και την αποδοτικότητα, θα αποτελλούσε και την απόλυτη εγγύηση για την ραγδαία εξέλιξη στην χρήση και εγκατάσταση τους. Ιδιαίτερη εστίαση στην συγκεκριμένη έρευνα γίνεται κυρίως στην νανοδομή των φωτοβολταϊκών σε επίπεδο κυττάρου. Αναπτύσσονται υπολογιστικά κυρίως τα φωτοβολταϊκα πυριτίου, τα φωτοβολταϊκά στοιχεία κβαντικών τελειών και τα φωτοβολταϊκα στοιχεία ευαισθητοποιημένα με χρωστικές ουσίες. Με στόχο την ολιστική προσέγγιση εγκατάστασης ενός φωτοβολταϊκού συστήματος ερευνάται η βελτίωση των χαρακτηριστικών μπαταριών Λιθίου με παρεμβάσεις στην νανοδομή τους.