Fotowoltaika słoneczna jest uważana za najbardziej obiecującą technologię energii odnawialnej ze względu na jej zalety w zakresie wytwarzania energii, eksploatacji i konserwacji. Fotowoltaika słoneczna jest jednym z najbardziej podstawowych systemów konwersji energii do przekształcania energii słonecznej w użyteczną energię. BIPV (zintegrowana fotowoltaika budowlana) kontra BAPV (zintegrowana fotowoltaika budowlana) to to, co zostało omówione poniżej.
Główne różnice między BIPV a BAPV
Elektrownie fotowoltaiczne to konstrukcje, które mogą generować energię elektryczną za pomocą paneli słonecznych. Panele słoneczne są wbudowane lub przymocowane do dachu lub fasady budynku w celu generowania energii elektrycznej. Systemy fotowoltaiczne są klasyfikowane w dwóch formach w zależności od sposobu ich instalacji i konstrukcji w budynku: zintegrowane fotowoltaiki budowlane (BIPV) i stosowane fotowoltaiki budowlane (BAPV). Omówmy bliżej BIPV i BAPV.
BIPV (Zintegrowana Fotowoltaika Budynkowa)
Systemy BIPV są wbudowywane w konstrukcje budynków i mogą nie tylko zaspokajać zapotrzebowanie na energię elektryczną, ale także pełnić funkcję elementu konstrukcyjnego. To połączenie produktów fotowoltaicznych z materiałami budowlanymi może zastąpić tradycyjne materiały budowlane, takie jak szkło, kamień i dachówka. Jako system wytwarzania energii fotowoltaicznej, BIPV dostarcza zieloną, ekologicznie korzystną i czystą energię elektryczną do odbiorników. BIPV stał się niezbędnym elementem konstrukcji. Moduły fotowoltaiczne zapewniają ochronę przed wiatrem, deszczem i upałem. Funkcje te zostaną utracone po ich demontażu.
BAPV (Fotowoltaika stosowana w budownictwie)
System BAPV jest natomiast mocowany bezpośrednio do konstrukcji za pomocą dodatkowej ramy montażowej i ruchomych szyn. System nie ma bezpośredniego wpływu na konstrukcję budynku ani na jego funkcjonowanie. BAPV nie zapewnia jednak budynkowi wodoszczelności ani ochrony przed wiatrem. Ponadto, BAPV zwiększa obciążenie budynku i wpływa na jego ogólny efekt. Co więcej, wielokrotne budowanie to znaczne marnotrawstwo materiałów budowlanych. To powinno pomóc w zrozumieniu różnicy między BIPV a BAPV.
Zobacz także: Panel słoneczny monokrystaliczny kontra polikrystaliczny
Czym jest system BIPV?
Po zapoznaniu się z różnicami między BIPV a BAPV, przyjrzyjmy się bliżej systemowi BIPV. Integracja fotowoltaiki (PV) z obudową budynku jest znana jako fotowoltaika zintegrowana z budynkiem (BIPV). Moduły PV pełnią zarówno funkcję powłoki budynku (zastępując tradycyjne materiały zewnętrzne), jak i generatora energii. Eliminacja kosztów tradycyjnych materiałów pozwala na obniżenie kosztów dodatkowych fotowoltaiki i obniżenie kosztów cyklu życia. Innymi słowy, systemy BIPV często charakteryzują się niższymi kosztami całkowitymi niż systemy PV wymagające oddzielnych, dedykowanych systemów montażowych.
Skoro już wiemy czym jest system BIPV, przejdźmy dalej i zobaczmy jakie są jego komponenty:
- Moduły fotowoltaiczne (mogą być cienkowarstwowe lub krystaliczne, przezroczyste, półprzezroczyste lub nieprzezroczyste).
- Kontroler ładowania służący do regulacji mocy pobieranej i pobieranej z akumulatora (w systemach autonomicznych).
- System magazynowania energii, który zazwyczaj składa się z sieci elektroenergetycznej w systemach interaktywnych z siecią elektroenergetyczną lub z szeregu baterii w systemach autonomicznych
- Sprzęt do konwersji energii, w tym falownik, który przetwarza prąd stały modułów fotowoltaicznych na prąd przemienny zgodny z siecią elektroenergetyczną.
Systemy BIPV można zintegrować z istniejącą siecią energetyczną lub zbudować jako samodzielne systemy poza siecią. Zalety wytwarzania energii w miejscu użytkowania obejmują oszczędności dla przedsiębiorstwa energetycznego w zakresie strat przesyłowych i dystrybucyjnych oraz oszczędności dla użytkownika w postaci niższych rachunków za prąd dzięki ograniczeniu szczytowego zapotrzebowania (dopasowanie szczytowej produkcji do okresów szczytowego zapotrzebowania). Ponadto budynki, które wytwarzają energię elektryczną ze źródeł odnawialnych, zmniejszają zapotrzebowanie na tradycyjne generatory energetyczne, często obniżając ogólną emisję zanieczyszczeń powodujących zmianę klimatu.
Zobacz także: Energia słoneczna, magazynowanie i inteligentna sieć zmieniają oblicze przedsiębiorstw energetycznych
Czym jest panel BIPV?
Building Integrated Photovoltaics (BIPV) to rodzaj panelu fotowoltaicznego (PV), który jest używany do generowania energii elektrycznej. Dwa panele systemu BIPV to:
1. Panele słoneczne na dachu: Zintegrowane z dachem panele słoneczne są podobne do typowych paneli montowanych na dachu, ponieważ są instalowane zamiast dachówki i stanowią pokrycie dachu. Wiele osób ceni sobie wygląd paneli dachowych, ponieważ są niemal na równi z powierzchnią. Zintegrowane z dachem panele fotowoltaiczne są o 5-10% mniej wydajne niż panele montowane na dachu ze względu na ograniczoną wentylację. Jednak atrakcyjność estetyczna przewyższa tę w nowych budynkach i renowacjach, gdzie cieszą się dużą popularnością.
2. Kompletne panele fotowoltaiczne na dachu: Rozwijając koncepcję paneli zintegrowanych, można całkowicie zastąpić tradycyjne pokrycie dachowe dachem fotowoltaicznym. Panele można montować na całej powierzchni dachu za pomocą specjalnie zaprojektowanych modułów, a w miejscach, gdzie generowanie energii nie jest możliwe (np. w zacienionych lub skierowanych na północ częściach dachu), stosuje się panele ślepe.
Przeczytaj także: 5 korzyści z paneli słonecznych na dachu
Gdzie stosuje się BIPV?
Najczęściej BIPV stosuje się jako zamiennik konwencjonalnych materiałów budowlanych w częściach obudowy budynku. Są one stosowane w świetlikach, dachach i fasadach.
Czy efektywność BIPV jest rzeczywiście skuteczna?
Podczas gdy większość systemów BIPV jest podłączona do sieci energetycznej, BIPV można również stosować w samodzielnych systemach poza siecią. Jedną z zalet systemów BIPV podłączonych do sieci jest to, że system magazynowania jest zasadniczo darmowy dzięki polityce współpracy z przedsiębiorstwem. Obecna wydajność tych paneli wynosi 100% sprawny i ma nieskończoną pojemność.
BIPV podłączone do sieci przynosi korzyści zarówno właścicielowi budynku, jak i przedsiębiorstwu użyteczności publicznej. Generowanie energii elektrycznej z energii słonecznej na miejscu jest często największe w trakcie lub w pobliżu szczytowego obciążenia budynku i przedsiębiorstwa użyteczności publicznej. Wkład energii słonecznej obniża wydatki właściciela budynku na energię, podczas gdy eksportowana energia słoneczna służy do zasilania sieci energetycznej w trakcie szczytowego zapotrzebowania.
Zobacz także: Jak działa aktywna energia słoneczna?
Krótko o BIPV i PV
W tym artykule krótko omówiono różnice między BIPV a PV.
| Parametry | BIPV (Zintegrowana Fotowoltaika) | PV |
| Co to jest? | Zintegrowane z budynkami ogniwa fotowoltaiczne (BIPV) to produkty lub systemy generujące energię słoneczną, które można płynnie integrować z zewnętrzną częścią budynku oraz jego elementami składowymi, takimi jak fasady, dachy i okna. | Bezpośrednia konwersja światła na energię elektryczną przy wykorzystaniu materiałów półprzewodnikowych, np. krzemu, znana jest jako fotowoltaika. |
| Zastosowania | System BIPV jest integralnym elementem powłoki budynku, który przetwarza energię słoneczną na energię elektryczną, a także spełnia funkcje powłoki budynku, takie jak:
| PV jest odpowiednią opcją energetyczną dla odległych (zimnych lub umiarkowanych) miejsc bez innych źródeł energii elektrycznej. Na przykład systemy fotowoltaiczne mogą być używane do zasilania:
|
| Korzyści | Technologia BIPV nie tylko pozwala na produkcję czystej energii na miejscu, nie zajmując większej powierzchni terenu, ale może również wpływać na zużycie energii w budynku poprzez wykorzystanie światła dziennego i redukcję zapotrzebowania na chłodzenie. | Najważniejszą zaletą energii słonecznej jest to, że jest dostępna każdego dnia i nigdy się nie wyczerpie. Naukowcy szacują, że słońce będzie świecić przez co najmniej 5 miliardów lat, dostarczając ludzkości energię słoneczną. |
Przeczytaj także: Jak działa umowa PPA na energię słoneczną?
Czym są zintegrowane moduły dachowe BIPV?
Po zapoznaniu się z różnicą między BIPV a BAPV, przyjrzyjmy się modułom dachowym BIPV. Oprócz zwykłych dachówek lub gontów, fotowoltaiczne dachówki lub gonty to popularne dachówki z wbudowanymi ogniwami słonecznymi, stosowane do pokrycia dachu. Są one bezproblemowo wkomponowane w dach. Stosowane są dachówki fotowoltaiczne, gonty fotowoltaiczne, laminaty solarne, moduły ze zintegrowanymi ogniwami słonecznymi jako elementy pokrycia dachowego, przezroczyste laminaty lub moduły na lekkich podłożach do dachów płaskich itd. Fotowoltaiczne dachówki i gonty są prawdopodobnie najbardziej intrygującym sposobem integracji ogniw słonecznych z dachem budynku.
Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów dachówek solarnych. Najpopularniejszym rozwiązaniem są dachówki fotowoltaiczne z amorficznymi ogniwami słonecznymi. Dachówki z ogniwami monokrystalicznymi lub polikrystalicznymi można również stosować w połączeniu z tradycyjnymi dachówkami tego samego producenta; należy jednak uwzględnić na etapie projektowania wyższe temperatury i niższą wydajność w przypadku ograniczonego przepływu powietrza za dachówkami solarnymi. Gonty dachowe wykonane są z krystalicznych lub cienkowarstwowych ogniw słonecznych. Inną opcją są cienkowarstwowe ogniwa słoneczne na podłożu szklanym lub metalowym.
Niektóre zintegrowane moduły i systemy solarne na dachu dostępne na rynku to:
1. SolarWatt : SolarWatt zastępuje tradycyjne dachówki. Zapewnia taki sam poziom ochrony jak tradycyjny dach, a jednocześnie generuje energię elektryczną dla Twojego domu.
2. Ergosun: Ergosun to ultracienka, a jednocześnie niezwykle wytrzymała membrana solarna. Jest skalowana i kolorowana tak, aby pasowała do płytki, którą może być dowolna płaska płytka betonowa lub ceramiczna dostępna w sprzedaży.
3. Kalzip: Zintegrowany z dachem system fotowoltaiczny Kalzip Solar otworzył nowe, kreatywne możliwości w nowoczesnym budownictwie solarnym. Elastyczna, a jednocześnie trwała folia solarna może być formowana w kształty proste, wypukłe lub wklęsłe.
4. Atlantis Energy Systems : Produkcja wysokiej jakości materiałów budowlanych i przetwarzanie ich zgodnie ze standardami. Ten rytuał zawsze był częścią kultury Atlantis Energy Systems i przetrwał do dziś.
5. MegaSlate: Ten system dachu solarnego to najnowocześniejszy, atrakcyjny wizualnie produkt, który idealnie sprawdza się w przypadku nowych budynków i renowacji dachów.
6. Sunstyle: System dachowy Sunstyle składa się z kwadratowych dachówek z przekątnymi, które zachodzą na siebie od góry do dołu.
7. Lumeta : Lumeta to zintegrowany z budynkiem moduł fotowoltaiczny przeznaczony do zastosowań na terenach o niewielkim nachyleniu.
Jacy są 10 najlepsi producenci systemów fotowoltaicznych zintegrowanych z budynkami?
Integracja fotowoltaiki i budownictwa przynosi dodatkowe korzyści ekonomiczne w miarę rozwoju branży fotowoltaicznej. Dzięki znacznemu obniżeniu kosztów fotowoltaiki, ogromny rynek integracji fotowoltaicznej w budynkach zaczął budzić zainteresowanie inwestorów. Oto lista 10 największych producentów systemów fotowoltaicznych zintegrowanych z budynkami.
1. Grupa Sch×¼co: Grupa Sch×¼co zajmuje się opracowywaniem i sprzedażą rozwiązań systemowych w zakresie okien, drzwi, fasad, systemów przesuwnych, technologii bezpieczeństwa i osłon przeciwsłonecznych.
2. Michell Instruments Ltd : Michell Instruments jest światowym liderem w dziedzinie pomiarów wilgotności i tlenu. Misją firmy jest wspieranie firm na całym świecie w oszczędzaniu energii, przestrzeganiu norm branżowych, ograniczaniu uszkodzeń sprzętu i zapewnianiu bezpieczeństwa.
3. Applied Quantum Materials Inc.: Applied Quantum Materials Inc. jest pionierem i liderem rynku nanomateriałów z Grupy 14. Aby obsługiwać rynki zaawansowanych technologii, AQ projektuje, rozwija i produkuje nanostruktury krzemowe, węglowe i germanowe, a także ich chemiczne prekursory.
4. Solarvalley: Energia słoneczna wytwarzana przez Solarvalley może konkurować z kopalnymi nośnikami energii, a jednocześnie stanowić podstawę przyszłego miksu energetycznego.
5. Ritek Corporation: Ritek Corporation zajmuje się rozwojem produktów fotowoltaicznych (PV) i jest światowym liderem w produkcji systemów solarnych i wdrażaniu systemów.
6. AGC Glass Europe: AGC Glass Europe to europejska spółka należąca do AGC, światowego lidera w produkcji szkła płaskiego, zajmująca się produkcją, przetwarzaniem i dystrybucją szkła płaskiego na potrzeby przemysłu budowlanego, motoryzacyjnego, solarnego i high-tech.
7. Ertex Solartechnik GmbH: Firma Ertex Solar produkuje moduły fotowoltaiczne w Amstetten w Dolnej Austrii, spełniając rygorystyczne wymagania dotyczące rozmiaru, nośności i integracji z budynkami.
8. Central Electronics Limited: Central Electronics Limited jest przedsiębiorstwem rządowym Indii podlegającym Departamentowi Badań Naukowych i Przemysłowych (DSIR) Ministerstwa Nauki i Technologii.
9. Antec Solar GmbH: Firma Antec Solar GmbH produkuje niestandardowe moduły fotowoltaiczne o szerokim wachlarzu możliwości technicznych i wizualnych, przeznaczone do zastosowań specjalistycznych, w szczególności w systemach fotowoltaicznych zintegrowanych z budynkami (BIPV). Technologia ta opiera się na wieloletnim doświadczeniu.
10. BP Solar International Inc.: BP Solar International to jedna z wiodących na świecie korporacji energetycznych, oferująca swoim klientom paliwo do transportu, energię do wytwarzania ciepła i światła, usługi detaliczne oraz produkty petrochemiczne do użytku codziennego.
W przyszłości, biorąc pod uwagę kroki podejmowane przez narody na całym świecie w celu zmniejszenia zależności od paliw kopalnych w odpowiedzi na zmiany klimatyczne, systemy BIPV mogą pomóc w tworzeniu zielonych i zrównoważonych budynków. Ponieważ producenci PV i architekci budynków dostrzegają obietnicę systemów BIPV, przewiduje się, że przyszłość systemów BIPV będzie świetlana.
Polecane: 7 zalet inteligentnych żarówek w porównaniu ze zwykłymi żarówkami LED
