Fönster med transparenta solceller, för ökad estetik och minskat energibehov
2025 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
Windows with transparent solar cells, for better aesthetics and reduced energy consumption (English)
Abstract [sv]
I Europa står byggnader för 40% av energianvändningen. Därmed har NZEB, “nearly-zero energy buildings”, blivit aktuella. Dessa producerar sin energi på plats genom hög effektivitet och låga förluster. I nuläget används främst solpaneler på tak för att möjliggöra detta. Eftersom solpanelerna utgör ett externt element finns intresse av byggnadsintegrerade solceller. I artikeln Large-Area Transparent “Quantum Dot Glass” for Building Integrated Photovoltaics presenters TQDG, “transparent quantum dot glass”, som ett alternativ. Hur TQDG kan bidra till ett minskat energibehov är därmed av betydelse att undersöka. Utifrån detta formulerades frågeställningarna: hur stor andel av värmeeffektbehovet kan TQDG generera samt hur påverkas energibehovet av om alla fönster byts ut mot TQDG. Resultatet visar att TQDG kan generera 2,5% av värmeeffektbehovet. Med ett treglasfönster där ett skikt utgörs av TQDG blir förlusterna 4,7% lägre, som i sin tur ger ett 5% minskat energibehov per kvm. Detta är jämfört med vanligt glas. Resultatet förutsätter dock att samtliga fönster är solbelysta samt att TQDG genererar sin maximala effekt, vilket inte är verklighetstroget i och med solens förändring i position och styrka under dagen och året. Med intresse för byggnadsintegrerade solceller finns dock potential för TQDG att etableras på marknaden. Följande fördelar noteras. Tillverkningen kan ske i befintliga fabriker vilket ger lägre produktionskostnader. Produkten är enkel att implementera och komplexiteten är lägre då fönstren är enkla att byta och omfattas av lägre hållfasthetskrav i jämförelse med till exempel ytterväggar. Detta ger ett tydligare ansvar mellan involverade discipliner. Utmaningen med TQDG är att hitta en balans mellan funktionalitet och användaracceptans. Den måste bli mer effektiv och samtidigt uppfylla sina krav som ett fönster. Även att hitta ett användningsområde där TQDG är fördelaktig jämfört med existerande produkter, alternativt kombinera TQDG med andra tekniker.36
Abstract [en]
In Europe, buildings account for 40% of energy consumption. As a result NZEB, “nearly-zero energy buildings,” have become more relevant. These buildings produce energy on-site through high efficiency and low losses. Currently, rooftop solar energy is primarily used. Since solar panels are an external element, there is interest in building integrated photovoltaics. The article Large-Area Transparent “Quantum Dot Glass” for Building Integrated Photovoltaics presents TQDG, “transparent quantum dot glass,” as an alternative. It is relevant to investigate how TQDG can contribute to reduced energy demand. Therefore, the following questions were formulated: what proportion of the heating power demand can TQDG generate and how would the energy demand be affected if all windows were replaced with TQDG. The results show that TQDG can generate 2.5% of the heating power demand. With a triple-glazed window where one layer is made of TQDG, heat losses are 4.7% lower, which gives a 5% reduction in energy demand per square meter. This is compared to regular glass. However, the results assume that all windows are sunlit at the same time and that TQDG generates its maximum effect, which is not accurate due to the change in position and intensity by the sun. Given the interest in building integrated photovoltaics, TQDG has the potential to be established on the market. The following advantages are noted. Manufacturing can be done in existing factories, which results in lower production costs. The product is easy to implement, and the complexity is lower since windows are easy to replace and have lower mechanical strength requirements. This creates more defined accountabilities among involved disciplines. The challenge with TQDG is to take both functionality and user acceptance into account. It needs to become more efficient while still having the properties of a window. Additionally, it is important to identify an area of application where TQDG is advantageous compared to existing products or to combine TQDG with other technologies.
Place, publisher, year, edition, pages
2025.
Series
TRITA-ABE-MBT ; 25437
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-365684OAI: oai:DiVA.org:kth-365684DiVA, id: diva2:1977408
Supervisors
Examiners
2025-06-262025-06-26