Варианты исполнения BIPV систем

BIPV системы — это современные солнечные фотоелектростанции, которые интегрированы в здания и сооружения, а сами солнечные BIPV батареи выступают заменой традиционных строительных материалов. Солнечные электростанции BIPV имеют двойное назначение — такие системы генерируют электроэнергию на уровне традиционных кровельных солнечных электростанций, а также выполняют функции конструктивных элементов здания, дополняя или полностью заменяя обычные строительные материалы для фасадов или крыш. Уже вскоре BIPV системы будут распространяться наиболее активно по сравнению с другими типами солнечных электростанций.

Количество владельцев частных домов, которые заинтересованы в переходе на использование возобновляемых источников энергии, постоянно растет. Но часто они вынуждены отказываться от своих желаний из-за низкой эстетической привлекательность и громоздкость обычных солнечных батарей. Использование BIPV солнечных систем в качестве функциональных строительных материалов открывает новые возможности для архитектурных решений.

BIPV системы могут применяться в качестве базовой технологии на таких объектах как солнечные электростанции для ТРЦ и магазинов, солнечные электростанции для офисов и бизнес-центров, солнечные электростанции для промышленных предприятий (например, для админзданий), солнечные электростанции для складов, солнечные электростанции для ресторанов и многих других решений солнечной энергетики. Сегодня мы рассмотрим несколько вариантов исполнения современных BIPV модулей (интегрированных солнечных батарей), что позволит более глубоко ознакомиться с тем, насколько разнообразной и интересной может быть солнечная энергетика в сочетании с другими технологиями. Крыши, окна, фасады, балконы, навесы — все это имеет возможность превратиться в солнечную электростанцию ​​и повысить качество вашей жизни.

Солнечная черепица

На сегодняшний день – одно из самых обсуждаемых, но еще активно не распространенных решений, при котором цементные или глиняные плитки заменяются на крыше здания на внешне практически аналогично выглядящие фотоэлектрические модули.

В октябре 2016 года глава компании Tesla Motors Илон Маск анонсировал «солнечную крышу» — фотоэлектрические модули, которые могут заменить обычную или металлочерепицу.  Заявлено, что «солнечная черепица» будет представлена на рынке в четырех вариантах: матовое стекло, шиферная, тосканская и текстурированная. Они будут изготавливаться из кварцевого стекла, поэтому по своей надежности и долговечности будут в 2-3 раза превосходить бетонные, глиняные или металлические аналоги. При этом их эффективность будет составлять 98% по сравнению с обычными солнечными панелями. «Электрическая» черепица способна пропускать солнечный цвет, но при этом выглядит непрозрачной, если смотреть на неё не под прямым углом. Именно поэтому солнечные панели, изготовленные в виде черепицы, визуально неотличимы от обычной привычной кровли, чем выгодно отличаются от нынешних крышных солнечных электростанций.  При этом Маск анонсировал, что стоимость «солнечной черепицы» со временем станет сравнима с традиционным кровельным покрытием. Первые образцы должны появиться на рынке уже летом 2017 года.

Солнечная черепица Тесла

Правда, по своим размерам черепица-фотомодуль несколько больше стандартной черепицы – это позволяет сократить количество электрических соединений и повысить надежность электросистемы в целом. В пользу черепицы говорит и тот факт, что вес фотоэлектрических модулей меньше, чем бетонной или глиняной плитки, а значит позволяет сделать легче конструкцию кровли, снизить требования к несущей способности стен и фундамента. Как следствие – привести к снижению затрат на строительство дома в целом.

Рулонные кровельные BIPV покрытия

Один из самых популярных у строителей материалов для кровельных покрытий – это различные варианты рулонных покрытий на основе битума или как её еще называют – мягкая черепица. Сейчас производители готовы предложить аналогичный тонкопленочный ламинат, который сочетает в себе свойства битумного покрытия и солнечной батареи. Это длинные полосы, основное преимущество которых – минимальное количество электрических соединений. Дополнительный плюс – их установка почти полностью повторяет процесс монтажа традиционных битумных кровельных покрытий, что открывает перед фотоэлектрическими элементами рулонного типа большие перспективы в плане установки при проведении ремонта или замены кровельного материала.

Стеновые BIPV панели

В последнее время наблюдается стойкий интерес среди современных архитекторов к использованию солнечных батарей в качестве фасадных панелей, что позволяет создавать инновационные, эстетически привлекательные фасады зданий.

Перспективность этого направления обусловлена двумя факторами. Первый – установка солнечных панелей на стенах домов активно проводилась в BАPV- системах. Второй – себестоимость фасадных панелей по стоимости ненамного выше, чем произведенных по технологии BIPV, поэтому их установка не приведет к существенному росту затрат на строительство здания.

Окна (остекление) с фотоэлектрическими элементами

Одно из давно и активно разрабатываемых направлений, ведь это один из наиболее перспективных рынков. Согласно исследований, на коммерческие здания в США приходится около 40% от всей потребляемой электроэнергии и владельцы зданий заинтересованы в снижении оплаты за потребляемое электричество. По прогнозам, установка «солнечных» окон позволит на 30-50% покрыть потребности небоскреба в электроэнергии. При совершенствовании технологии этот процент будет расти.

Для установки «солнечных» окон используют прозрачные тонкопленочные солнечные батареи, которые наносятся просто поверх стекла – это самая простая модель. Основная её проблема заложена в противоречии – работа солнечной батареи основана на поглощении и преобразовании солнечной энергии. Чем больше батарея поглотит солнечной энергии, тем меньше солнечного света попадет внутрь комнаты.  Фактически, часть солнечной энергии, преобразованной в электричество, особенно в утренние и вечерние часы, придется перенаправить на получение приемлемого уровня внутренней освещенности. С другой стороны, в летнее время и в дневное время частичное затенение играет положительный эффект, снижая тепловую нагрузку на помещение и позволяя снизить энергопотребление на кондиционирование помещения.

Основная проблема – низкая продуктивность прозрачных тонкопленочных солнечных батарей, которая сейчас максимально составляет порядка 7%, существенно проигрывая традиционным солнечным батареям из кристаллического кремния. На сегодняшний день идут активные разработки альтернативных вариантов «солнечных окон», при которых фотоэлектрические элементы становятся непосредственной частью стекла.

Солнечные батареи типа «glass/glass»

На сегодня наиболее эффективными с точки зрения цена/качество среди BIPV решений являются системы, построенные на основе кремниевых кристаллических модулей glass/glass, которые сочетают в себе дешевизну традиционных солнечных панелей и эстетический вид тонкопленочных модулей.  Именно glass/glass панели будут наиболее востребованы на рынке в ближайшие 2-3 года.

Прежде всего, модули glass/glass способны выдерживать очень большие нагрузки – около 8000 Ра. Для сравнения, такое давление на кровлю дома создает слой снега толщиной порядка 8 м. По этому показателю модули стекло/стекло в 1,5 превосходят стандартные солнечные установки. Отметим и другие преимущества:

  • Использование специальной рамы — позволяет максимально упростить процесс инсталляции солнечных модулей. Монтажник, прошедший краткий инструктаж, может устанавливать до 4 панелей в течение всего 10 минут.
  • Стандартные солнечные панели с ростом температуры начинают терять объемы генерации. Модули «стекло/стекло» менее подвержены влиянию температуры, при одинаковых температурных показателях они генерируют на 10% электричества больше, чем стандартные панели.
  • Для установки модулей «стекло/стекло» нет необходимости дополнительно готовить крышу или укреплять несущие конструкции. К примеру, при капитаном ремонте крыши, достаточно просто снять старое кровельное покрытие и на его место установить солнечные модули «стекло/стекло». Фактически, при установке модулей «стекло/стекло», владелец дома экономит на стоимости кровельного покрытия за счет многофункциональности BIPV-панелей.

Компания Авенстон занимается проектированием и строительством BIPV солнечных электростанций. Мы имеем опыт установки солнечных батарей на крышах, фасадах, а также на различных конструкциях типа навесов. Авенстон оказывает все необходимые услуги для успешной реализации проектов по строительству современных BIPV систем. Мы принимали участие в строительстве первого в нашей стране объекта такого типа — крышной BIPV солнечной электростанции. Если вас заинтересовала тема кровельных и фасадных солнечных электростанций BIPV, пожалуйста, обращайтесь в компанию Авенстон.

 

Ключевые направления деятельности Авенстон

Промышленные солнечные электростанции

Строим сетевые промышленные солнечные электростанции для работы по "зеленому" тарифу или продажи электроэнергии через систему аукционов. Наземные солнечные электростанции "под ключ" - проект, генподряд, подключение к сетям.
Узнать больше

Коммерческие солнечные электростанции

С 2010 года выполняем полный комплекс работ по разработке проектов, строительству и сервисному обслуживанию солнечных фотоэлектрических электростанций всех типов. Огромный практический опыт строительства солнечных электростанций для бизнеса. 
Узнать больше

Плавучие солнечные электростанции

Мы предлагаем все необходимые услуги и инновационные решения по внедрению плавучих солнечных электростанций (FPV) в Европе и на Ближнем Востоке. Технические консультации, проектирование и услуги EPC под ключ.
Узнать больше

Системы накопления электроэнергии

Полный спектр услуг по внедрению технологий хранения энергии (BESS) для солнечных электростанций и других объектов ВИЭ, промышленности и коммерческого сектора. Девелопмент, проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию.
Узнать больше