Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem została opisana jako miejsce, w którym niekonkurencyjne produkty fotowoltaiczne próbują dotrzeć na rynek.Ale to może nie być sprawiedliwe, mówi Björn Rau, kierownik techniczny i zastępca dyrektora PVcomB w firmie
Helmholtz-Zentrum w Berlinie, który uważa, że brakujące ogniwo we wdrażaniu BIPV leży na skrzyżowaniu społeczności budowlanej, branży budowlanej i producentów fotowoltaiki.
Z magazynu PV
Szybki rozwój fotowoltaiki w ciągu ostatniej dekady osiągnął światowy rynek o mocy zainstalowanej około 100 GWp rocznie, co oznacza, że każdego roku produkuje się i sprzedaje około 350 do 400 milionów modułów fotowoltaicznych.Jednak wbudowanie ich w budynki to wciąż rynek niszowy.Według niedawnego raportu z unijnego projektu badawczego PVSITES w ramach programu „Horyzont 2020” w 2016 r. jedynie około 2 procent zainstalowanej mocy fotowoltaicznej zostało zintegrowanych z powłokami budynków. Ta maleńka liczba jest szczególnie uderzająca, biorąc pod uwagę, że zużywa się ponad 70 procent energii.Cały CO2 wytwarzany na całym świecie jest zużywany w miastach, a około 40–50 procent wszystkich emisji gazów cieplarnianych pochodzi z obszarów miejskich.
Aby stawić czoła wyzwaniu związanemu z gazem cieplarnianym i promować wytwarzanie energii na miejscu, Parlament Europejski i Rada wprowadziły dyrektywę 2010/31/UE z 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków, pomyślaną jako „Budynki o niemal zerowym zużyciu energii (NZEB)”.Dyrektywa ma zastosowanie do wszystkich nowych budynków, które mają powstać po 2021 roku. W przypadku nowych budynków, w których mieszczą się instytucje publiczne, dyrektywa weszła w życie z początkiem tego roku.
Nie określono żadnych konkretnych środków mających na celu osiągnięcie statusu NZEB.Właściciele budynków mogą wziąć pod uwagę aspekty efektywności energetycznej, takie jak izolacja, odzysk ciepła i koncepcje oszczędzania energii.Ponieważ jednak celem regulacyjnym jest całkowity bilans energetyczny budynku, aktywna produkcja energii elektrycznej w budynku lub wokół niego jest niezbędna, aby spełnić standardy NZEB.
Potencjał i wyzwania
Nie ma wątpliwości, że wdrożenie fotowoltaiki będzie odgrywać ważną rolę w projektowaniu przyszłych budynków lub modernizacji istniejącej infrastruktury budowlanej.standard NZEB będzie siłą napędową w osiągnięciu tego celu, ale nie samą.Zintegrowaną fotowoltaikę budynku (BIPV) można wykorzystać do aktywacji istniejących obszarów lub powierzchni w celu produkcji energii elektrycznej.Zatem nie jest potrzebna dodatkowa przestrzeń, aby wprowadzić więcej fotowoltaiki na obszary miejskie.Potencjał czystej energii elektrycznej generowanej przez zintegrowaną fotowoltaikę jest ogromny.Jak ustalił Instytut Becquerel w 2016 roku, potencjalny udział generacji BIPV w całkowitym zapotrzebowaniu na energię elektryczną w Niemczech wynosi ponad 30 proc., a w krajach bardziej południowych (np. Włoszech) nawet w okolicach 40 proc.
Ale dlaczego rozwiązania BIPV nadal odgrywają jedynie marginalną rolę w branży fotowoltaicznej?Dlaczego dotychczas rzadko były one uwzględniane w projektach budowlanych?
Aby odpowiedzieć na te pytania, niemieckie Centrum Badawcze Helmholtz-Zentrum w Berlinie (HZB) przeprowadziło w zeszłym roku analizę popytu, organizując warsztaty i komunikując się z interesariuszami ze wszystkich obszarów BIPV.Wyniki pokazały, że technologii samej w sobie nie brakuje.
Na warsztatach HZB wiele osób z branży budowlanej, które realizują nowe projekty budowlane lub remontowe, przyznało, że istnieją luki w wiedzy na temat potencjału BIPV i technologii wspierających.Większość architektów, planistów i właścicieli budynków po prostu nie ma wystarczających informacji, aby zintegrować technologię fotowoltaiczną ze swoimi projektami.W rezultacie istnieje wiele zastrzeżeń do BIPV, takich jak kuszący projekt, wysoki koszt i zaporowa złożoność.Aby przezwyciężyć te oczywiste błędne przekonania, potrzeby architektów i właścicieli budynków muszą znaleźć się na pierwszym planie, a zrozumienie tego, jak ci interesariusze postrzegają BIPV, musi być priorytetem.
Zmiana sposobu myślenia
BIPV różni się pod wieloma względami od konwencjonalnych dachowych systemów fotowoltaicznych, które nie wymagają ani wszechstronności, ani uwzględnienia aspektów estetycznych.Jeśli produkty są opracowywane z myślą o integracji z elementami budynków, producenci muszą to ponownie rozważyć.Architekci, budowniczowie i użytkownicy budynków początkowo oczekują od powłoki budynku konwencjonalnej funkcjonalności.Z ich punktu widzenia wytwarzanie energii jest dodatkową właściwością.Oprócz tego twórcy wielofunkcyjnych elementów BIPV musieli wziąć pod uwagę następujące aspekty.
- Opracowywanie opłacalnych, niestandardowych rozwiązań dla aktywnych słonecznie elementów budynków o zmiennym rozmiarze, kształcie, kolorze i przezroczystości.
- Opracowanie standardów i atrakcyjnych cen (idealnie dla uznanych narzędzi planistycznych, takich jak Building Information Modeling (BIM).
- Integracja elementów fotowoltaicznych z nowatorskimi elementami elewacji poprzez połączenie materiałów budowlanych i elementów wytwarzających energię.
- Wysoka odporność na tymczasowe (lokalne) cienie.
- Długoterminowa stabilność i pogorszenie długoterminowej stabilności i mocy wyjściowej, a także długoterminowa stabilność i pogorszenie wyglądu (np. stabilność koloru).
- Opracowanie koncepcji monitorowania i konserwacji w celu dostosowania do warunków specyficznych dla danego miejsca (uwzględnienie wysokości montażu, wymiana uszkodzonych modułów lub elementów elewacji).
- i zgodność z wymogami prawnymi, takimi jak bezpieczeństwo (w tym ochrona przeciwpożarowa), przepisy budowlane, przepisy energetyczne itp.,
Czas publikacji: 09 grudnia 2022 r