Варіанти виконання BIPV систем

BIPV системи – це сучасні сонячні фотоелектростанції, які інтегровані в будівлі і споруди, а самі сонячні BIPV батареї виступають заміною традиційних будівельних матеріалів. Сонячні електростанції BIPV мають подвійне призначення – такі системи генерують електроенергію на рівні традиційних дахових сонячних електростанцій, а також виконують функції конструктивних елементів будівлі, доповнюючи або повністю замінюючи звичайні будівельні матеріали для фасадів або покрівель. Вже незабаром BIPV системи будуть поширюватись найбільш активно серед інших типів сонячних електростанцій.

Кількість власників приватних будинків, які зацікавлені в переході на використання відновлюваних джерел енергії, постійно зростає. Але часто вони змушені відмовлятись від своїх бажань через низьку естетичну привабливість і громіздкість звичайних сонячних батарей. Використання BIPV сонячних систем в якості функціональних будівельних матеріалів відкриває нові можливості для архітектурних рішень.

Сьогодні ми розглянемо кілька варіантів виконання сучасних BIPV модулів (інтегрованих сонячних батарей), що дасть змогу більш глибоко ознайомитись з тим наскільки різноманітною і цікавою може бути сонячна енергетика у поєднанні з іншими технологіями. Дахи, вікна, фасади, балкони, навіси – все це має можливість перетворитись на сонячну електростанцію і підвищити якість вашого життя.

Сонячна черепиця

На сьогоднішній день – сонячна черепиця є одним з найбільш обговорюваних, але все ще не дуже поширених рішень. В загальному випадку стандартні цементні або глиняні плитки пропонується заміняти на фотоелектричні батареї, які візуально виглядатимуть аналогічно звичайній черепиці.

Кілька років тому Ілон Маск анонсував власний «сонячний дах», тобто фотоелектричні батареї, які можуть замінити керамічну або металочерепицю. Така “сонячна” черепиця буде виготовлятися в чотирьох варіантах: матове скло, шиферна, тосканська і текстурована. Сонячні батареї будуть виготовлятися з кварцового скла, тому по своїй надійності і довговічності будуть в 2-3 рази перевищувати бетонні, глиняні або металеві аналоги. Фотоелектрична черепиця здатна пропускати сонячне світло, але при цьому виглядає непрозорою, якщо дивитися на неї не під прямим кутом. Саме тому сонячні батареї, виготовлені у вигляді черепиці, візуально не відрізняються від звичайної покрівлі, чим вигідно відрізняються від традиційних дахових сонячних електростанцій.

Солнечная черепица Тесла

Правда, за своїми розмірами черепиця-фотомодуль дещо більше стандартної будівельної черепиці – це дозволяє скоротити кількість електричних з’єднань і підвищити електричну надійність всієї системи. На користь черепиці говорить і той факт, що вага фотоелектричних модулів менше, ніж бетонної або керамічної плитки, а значить дозволяє зробити легшою конструкцію покрівлі, знизити вимоги до конструкції стін і фундаменту, і як наслідок – стати фактором зниження капітальних витрат на будівництво будинку в цілому.

Рулонні покрівельні BIPV покриття

Один з найросповсюджених матеріалів для дахових покриттів – це різні варіанти рулонних покриттів на основі бітуму або як її ще називають – м’яка бітумна черепиця. Зараз виробники вже готові запропонувати аналогічний тонкоплівковий ламінат, який об’єднав властивості звичайного бітумного покриття і сонячної батареї. Плюс таке покриття майже повністю повторює процес монтажу традиційних бітумних покрівельних матеріалів, що відкриває перед фотоелектричними елементами рулонного типу великі перспективи в плані використання під час проведення ремонту або для заміни зношеного покрівельного матеріалу.

Стінові BIPV панелі

Останнім часом спостерігається стійкий інтерес серед архітекторів та проєктних бюро до використання сонячних батарей для заміни фасадних панелей, що дозволяє створювати інноваційні та естетично привабливі фасади будівель.

Перспективність цього напрямку обумовлена двома факторами. Перший – встановлення сонячних панелей на стінах будинків активно проводилася в BАPV-системах. Другий – собівартість фасадних сонячних панелей за вартістю не набагато вище, ніж вироблених за технологією BIPV, тому їх установка не приведе до істотного зростання витрат на зведення будівлі.

Вікна (скління) з фотоелектричними елементами

Ще один з варіантів, який давно і активно розробляються, адже це один з найбільш перспективних ринків. Згідно досліджень, на комерційні споруди припадає близько 40% від всієї споживаної електроенергії і власники будівель зацікавлені в зниженні оплати за електроспоживання. Очикується що використання «сонячних» вікон дозволить на 30-50% покрити потреби типового хмарочоса в електроенергії. При подальшому вдосконаленні технології цей відсоток буде тільки зростати.

Для встановлення «сонячних» вікон використовують прозорі тонкоплівкові сонячні батареї, які наносяться просто поверх звичайного скла – це найпростіша модель. Але є і протиріччя – робота сонячної батареї вимагає повного або часткового поглинання світла для перетворення сонячної енергії. Чим більше батарея поглине сонячної енергії, тим менше сонячного світла потрапить всередину кімнати. Фактично, частину сонячної енергії, перетвореної в електричний струм, особливо в ранкові та вечірні години, доведеться перенаправляти на отримання прийнятного рівня внутрішньої освітленості. З іншого боку, в літній час і в денний час часткове затінення буде мати позитивний ефект, зменшуючи теплове навантаження на приміщення і дозволяючи знизити витрати на кондиціонування.

Основна проблема сьогодні – це низька ефективність тонкоплівкових сонячних батарей. Вже йдуть активні розробки альтернативних варіантів «сонячних вікон», при яких фотоелектричні елементи стають безпосередньою частиною скла.

Сонячні батареї типу “glass/glass”

На сьогодні найбільш ефективними з точки зору ціна/якість серед BIPV рішень є системи, побудовані на основі кремнієвих кристалічних фотомодулів glass/glass, які поєднують в собі дешевизну традиційних сонячних панелей і естетичний вигляд тонкоплівкових модулів. Саме glass/glass сонячні батареї є і будуть найбільш популярними в найближчі роки.

Перш за все, сонячні батареї типу glass/glass здатні витримувати великі механічні навантаження – близько 8000 Ра. Для порівняння, такий вплив на покрівлю будинку дає шар снігу товщиною близько 8 м. За цим показником модулі скло/скло в 1,5 перевершують стандартні сонячні батареї. Відзначимо і інші переваги сонячних glass/glass батарей:

  • Застосування спеціальної металевої Al рами дозволяє спростити процес монтажу сонячних батарей. Робітник, що пройшов простий інструктаж, вже здатний встановлювати до 4 панелей протягом всього 10 хвилин.
  • Стандартні сонячні батареї з ростом температури починають втрачати обсяги генерації, їх ККД падає. На модулі «скло/скло» температура має значно менший вплив. При однакових температурах вони генерують на 10% більше енергії, ніж стандартні батареї.
  • Для встановлення  фотомодулів «скло/скло» немає необхідності додатково готувати дах або укріпляти несучі конструкції. Наприклад, при капітальному ремонті даху, достатньо просто демонтувати старе дахове покриття і на його місце змонтувати сонячні батареї «скло/скло». Фактично, власник будівлі економить на вартості покрівельного покриття за рахунок багатофункціональності BIPV-панелей.

Компанія Авенстон займається проектування і будівництвом BIPV сонячних електростанцій. Ми маємо великий досвід монтажу сонячних батарей на дахах, фасадах, а також на різних конструкціях типу навісів. Авенстон надає всі необхідні послуги для успішної реалізації проектів з будівництва сучасних BIPV систем. Ми брали участь у будівництві першого в нашій країні об’єкта такого типу – дахової BIPV сонячної електростанції. Якщо вас зацікавила тема дахових і фасадних сонячних електростанцій BIPV, будь ласка, звертайтеся в компанію Авенстон.