太陽光発電は、エネルギー生成、運用、メンテナンスにおける利点から、最も有望な再生可能エネルギー技術とみなされています。太陽光発電は、太陽の力を有用なエネルギーに変換する最も基本的なエネルギー変換システムの 1 つです。以下では、BIPV (建物統合型太陽光発電) と BAPV (建物応用型太陽光発電) について説明します。
BIPVとBAPVの主な違い
太陽光発電所は、ソーラーパネルを使用して電気を生成する構造物です。ソーラーパネルは、建物の屋根やファサードに組み込まれたり、取り付けられたりして電気を生成します。PV システムは、建物への設置方法と構築方法に基づいて、建物統合型太陽光発電 (BIPV) と建物応用型太陽光発電 (BAPV) の 2 つの形式に分類されます。BIPV と BAPV についてさらに詳しく説明しましょう。
BIPV（建物一体型太陽光発電）
BIPVシステムは建物構造に組み込まれており、発電需要を満たすだけでなく、建築部材としても機能します。これは、ガラス、石、タイルなどの従来の建築材料に代わる建築材料と太陽光発電製品を組み合わせたものです。太陽光発電システムとして、BIPVは環境に優しく、環境に有益で、クリーンな電力を負荷に供給します。BIPVは建築に不可欠な要素となっています。太陽光発電モジュールは、風雨や熱から建物を保護します。太陽光発電モジュールを取り外すと、これらの機能が失われます。
BAPV（建物応用太陽光発電）
一方、BAPVシステムは、追加の取り付けフレームと可動レールを介して構造体に直接取り付けられます。この場合、システムは建物の構造やその機能に直接的な影響を与えません。ただし、BAPVは建物に防水性や防風性を提供するものではありません。さらに、BAPVは建物の荷重を増加させ、建物全体の効果に影響を与えます。また、繰り返し施工は建築資材の大きな無駄となります。これで、BIPVとBAPVの違いがお分かりいただけたかと思います。
こちらもご覧ください：単結晶ソーラーパネルと多結晶ソーラーパネルの比較
BIPV システムとは何ですか?
BIPVとBAPVの違いについて学んだところで、BIPVシステムについて見ていきましょう。建物の外壁に太陽光発電（PV）を組み込むことを、建物一体型太陽光発電（BIPV）といいます。PVモジュールは、建物の外壁材（従来の建物の外装材に代わるもの）と発電機の両方の役割を果たします。従来の材料費を削減することで、太陽光発電の追加コストが削減され、ライフサイクルコストも向上します。つまり、BIPVシステムは、専用の架台システムを必要とするPVシステムよりも、総コストが低くなることが多いのです。
BIPV システムとは何かがわかったので、さらに進んでそのコンポーネントについて見ていきましょう。
- PV モジュール (薄膜または結晶、透明、半透明、不透明のいずれか)。
- バッテリー ストレージ バンクへの電力の入出力を制御する充電コントローラ (スタンドアロン システム)。
- 電力貯蔵システムは、通常、公益事業連携システムでは公益事業網から、独立型システムでは複数のバッテリーから構成される。
- PV モジュールの DC 出力を電力網と互換性のある AC に変換するインバーターを含む電力変換装置。
BIPV システムは、既存の電力網に統合することも、独立型のオフグリッド システムとして構築することもできます。使用場所での発電の利点には、電力会社にとっては送電損失と配電損失の削減、ユーザーにとってはピーク シェービング (ピーク生産をピーク需要期間に合わせる) による電気料金の削減などがあります。さらに、再生可能エネルギー源から電力を生成する建物は、従来の電力会社発電機の需要を減らし、気候変動汚染物質の全体的な排出量を削減することがよくあります。
こちらもご覧ください：太陽光発電、蓄電、スマートグリッドが電力会社を変革する
BIPV パネルとは何ですか?
建物一体型太陽光発電 (BIPV) は、発電に使用される太陽光発電 (PV) パネルの一種です。2 つの BIPV システム パネルは次のとおりです。
1. 屋根一体型ソーラーパネル：屋根一体型ソーラーパネルは、屋根瓦の代わりに設置され、屋根材として機能するという点で、一般的な屋根設置型パネルと似ています。屋根パネルは表面とほぼ水平になるため、その外観を好む人が多くいます。屋根一体型太陽光発電は、換気が制限されるため、屋根設置型太陽光発電よりも効率が5～10%低くなります。しかし、新築やリノベーションにおいては、そのデザイン性の高さが効率の差を上回り、非常に人気があります。
2. 完全ソーラー屋根パネル：一体型パネルのコンセプトをさらに発展させ、従来の屋根材をソーラー屋根に完全に置き換えることができます。特別に設計されたモジュールを使用して屋根全体にパネルを設置でき、発電が不可能な場所（例えば、日陰になる場所や北向きの部分）にはダミーパネルが使用されます。
こちらもご覧ください：屋上ソーラーパネルの5つのメリット
BIPV はどこで使用されますか?
BIPVは主に、建物の外装の一部において、従来の建築材料の代替として使用されます。具体的には、天窓、屋根、またはファサードなどに用いられます。
BIPV 効率は本当に効果的ですか?
BIPVシステムの大部分は電力網に接続されていますが、BIPVは独立型のオフグリッドシステムでも使用できます。電力網接続型BIPVシステムの利点の1つは、協力的な電力会社ポリシーにより、蓄電システムが実質的に無料であることです。これらのパネルの現在の効率は 100%効率 そして無限の容量を持っています。
グリッド接続型 BIPV は、建物所有者と電力会社の両方にメリットをもたらします。建物と電力会社のピーク負荷時またはその付近で、オンサイトの太陽光発電が最大になることがよくあります。太陽光の貢献により、建物所有者のエネルギー費用が削減され、輸出された太陽光電力は、ピーク需要時に電力会社のグリッドをサポートするのに役立ちます。
こちらもご覧ください：アクティブソーラーエネルギーの仕組み
BIPVとPVについての概要
これはBIPVとPVの違いの簡単な説明です。
| 技術パラメータ | BIPV（建築一体化太陽光） | PV |
| それは何ですか？ | 建物一体型太陽光発電（BIPV）は、ファサード、屋根、窓などの建物の外装や構成部品にスムーズに統合される太陽光発電製品またはシステムです。 | シリコンなどの半導体材料を使用して光を電力に直接変換することを太陽光発電といいます。 |
| 用途 | BIPV システムは、太陽エネルギーを電気に変換する建物外皮の固有のコンポーネントであり、次のような建物外皮機能も提供します。
| PV は、他の電源がない遠隔地 (寒冷または温帯) に適したエネルギー オプションです。たとえば、太陽光発電システムは、次のような用途に電力を供給するために使用できます。
|
| 公式サイト限定 | BIPV は、土地面積を増やすことなく敷地内でクリーンな電力を生産できるだけでなく、日光の利用や冷房負荷の削減を通じて建物のエネルギー消費にも影響を与えることができます。 | 太陽エネルギーの最も重要な利点は、毎日利用でき、決して枯渇することがないということです。科学者は、太陽は少なくとも 5 億年間は輝き続け、人類に太陽エネルギーを供給し続けると推定しています。 |
こちらもご覧ください：太陽光発電PPAの仕組み
BIPV 屋根一体型モジュールとは何ですか?
BIPVとBAPVの違いについて学んだ後は、BIPV屋根一体型モジュールについて学びましょう。通常の屋根瓦や屋根板に加えて、太陽光発電屋根瓦や屋根板は、屋根材として使用される太陽電池が埋め込まれた一般的な屋根材です。これらは屋根にシームレスに組み込まれます。太陽光発電屋根瓦、太陽光発電屋根板、ソーラーラミネート、屋根材として太陽電池が組み込まれたモジュール、平屋根用の軽量基板上の透明ラミネートやモジュールなど、さまざまなものが使用されています。太陽光発電屋根瓦や屋根板は、建物の屋根に太陽電池を組み込む最も魅力的な方法と言えるでしょう。
市場には数多くの種類の太陽光発電屋根瓦が出回っています。アモルファス太陽電池を使用した太陽光発電屋根瓦が最も普及しています。単結晶または多結晶太陽電池を使用した屋根瓦は、同じメーカーの従来の屋根瓦と併用することもできますが、太陽光発電屋根瓦の裏側の空気の流れが制限されている場合、温度上昇や発電量の低下といった問題に設計段階で対処する必要があります。屋根瓦は結晶系または薄膜太陽電池で作られています。ガラスまたは金属基板上の薄膜太陽電池も選択肢の一つです。
市場に出回っている太陽光屋根統合モジュールおよびシステムには次のようなものがあります。
1. SolarWatt：SolarWattは従来の屋根瓦に代わる製品です。従来の屋根と同等の保護性能を備えながら、家庭用の電力も発電します。
2. エルゴサン：エルゴサンは、極薄でありながら非常に丈夫なソーラーメンブレンです。設置するタイルに合わせてサイズや色を調整でき、市販されている平らなコンクリートタイルや粘土タイルであればどれでも使用できます。
3. カルジップ：カルジップ・ソーラー社製の屋根一体型太陽光発電システムは、現代の太陽光発電建築に新たな創造的な可能性を切り開きました。柔軟でありながら耐久性に優れたソーラーフィルムは、直線、凸面、凹面など、様々な形状に成形可能です。
4. アトランティス・エナジー・システムズ：高品質な建築資材を製造し、基準に沿って加工する。この姿勢は、アトランティス・エナジー・システムズの企業文化に常に根付いており、今日まで受け継がれています。
5. メガスレート：このソーラー屋根システムは、最先端のデザインと美しい外観を兼ね備えた製品で、新築工事や屋根の改修に最適です。
6. サンスタイル：サンスタイル屋根システムは、上から下まで対角線が重なり合う正方形のタイルで構成されています。
7. Lumeta：Lumetaは、緩勾配の建物向けに設計された、建物一体型太陽光発電モジュールです。
建物一体型太陽光発電メーカーのトップ 10 はどれですか?
太陽光発電と建築の統合は、太陽光発電産業の発展に伴い、さらなる経済的メリットをもたらします。太陽光発電コストの大幅な削減により、建物への太陽光発電統合という巨大な市場が投資家の関心を集め始めました。以下に、建物統合型太陽光発電システムの主要メーカー上位10社をご紹介します。
1. Sch×¼coグループ：Sch×¼coグループは、窓、ドア、ファサード、スライドシステム、セキュリティ技術、日よけのためのシステムソリューションを開発・販売しています。
2. ミッチェル・インスツルメンツ社：ミッチェル・インスツルメンツ社は、湿度と酸素の測定におけるグローバルリーダーです。同社の使命は、世界中の企業がエネルギーを節約し、業界標準を遵守し、機器の損傷を減らし、安全性を確保できるよう支援することです。
3. アプライド・クアンタム・マテリアルズ社：アプライド・クアンタム・マテリアルズ社は、第14族ナノ材料のパイオニアであり、市場リーダーです。先端技術市場に対応するため、同社はシリコン、カーボン、ゲルマニウムのナノ構造体、およびそれらの化学的前駆体の設計、開発、製造を行っています。
4. ソーラーバレー：ソーラーバレーの太陽エネルギーは、化石燃料エネルギーと競合できるだけでなく、将来のエネルギーミックスの柱となることもできる。
5. Ritek Corporation：Ritek Corporationは太陽光発電（PV）製品の開発に注力しており、太陽光発電システムの製造およびシステム導入におけるグローバルリーダーです。
6. AGC Glass Europe：AGC Glass Europeは、板ガラスの世界的大手であるAGCの欧州におけるガラス事業部門であり、建築、自動車、太陽光発電、ハイテク産業向けに板ガラスの製造、加工、販売を行っています。
7. Ertex Solartechnik GmbH：Ertex Solarは、サイズ、負荷容量、建物への統合に関する厳しい要件を満たすために、オーストリアのニーダーエスターライヒ州アムシュテッテンで太陽光発電モジュールを製造しています。
8. セントラル・エレクトロニクス・リミテッド：セントラル・エレクトロニクス・リミテッドは、インド政府の科学技術省科学産業研究局（DSIR）傘下の企業です。
9．Antec Solar GmbH：Antec Solar GmbHは、特殊用途、特に建物一体型太陽光発電システム（BIPV）向けに、幅広い技術的・視覚的デザインの可能性を備えたカスタマイズ可能な太陽光発電モジュールを製造しています。その技術は長年の経験に基づいています。
10. BPソーラー・インターナショナル社：BPソーラー・インターナショナルは、世界有数のエネルギー企業の一つであり、顧客に輸送燃料、暖房・照明用エネルギー、小売サービス、日用品向けの石油化学製品を提供しています。
将来、気候変動に対応して化石燃料への依存を減らすために世界各国が講じている措置を考慮すると、BIPV システムは環境に優しく持続可能な建物の建設に役立つ可能性があります。PV メーカーと建築建築家が BIPV システムの可能性を認識しているため、BIPV システムの将来は明るいと予測されています。
おすすめ記事：スマート電球が通常のLED電球よりも優れている7つの利点
