Możliwość zintegrowania fotowoltaiki z budynkiem stwarza system BIPV (z ang. Building Integrated PhotoVoltaic). Polega to na zastąpieniu standardowych materiałów stosowanych w budownictwie przez moduły fotowoltaiczne. BIPV może być z powodzeniem stosowane zamiast pokrycia dachowego, jako świetliki, okna, element fasady czy nawet podłoga.

Reklama

Kiedy zmieniamy pokrycie dachowe naszego domu lub też planujemy lokalizację systemu fotowoltaicznego możemy skonsultować z wykonawcą wszelkie dostępne opcje i rozważyć zastosowanie systemu zintegrowanego. Niejednokrotnie rozwiązanie to pozwoli na oszczędności wynikające ze zmiany pokrycia dachowego, a raczej braku konieczności inwestowania np. w dachówkę. BIPV możemy z powodzeniem zastosować również jako pokrycie wiaty samochodowej lub ogrodowej altany. Zapewni nam to komfort posiadania własnej elektrowni PV i estetyczny wygląd budynku.

Jakie korzyści z BIPV?

Dzięki możliwości zintegrowania fotowoltaiki z budynkiem niekorzystne usytuowanie albo zbyt mała powierzchnia dachu nie muszą oznaczać rezygnacji z instalacji produkującej prąd z energii słonecznej. Skomplikowane pokrycie dachowe z licznymi jaskółkami i oknami dachowymi znacznie ogranicza optymalną powierzchnię pod instalację fotowoltaiczną, co wpływa na mniejsze uzyski energii. Możliwości integracji fotowoltaiki w budownictwie są szerokie. Rozwiązanie takie stwarza perspektywę wykorzystania modułów PV w postaci połaci dachowej lub świetlików czy jako zadaszenie (daszki fotowoltaiczne i lamele). Mogą to również być wypełnienia balkonów i fasad (przezroczyste lub nieprzezroczyste). Biorąc pod uwagę konstrukcje oparte o panele PV, tworzone są parkingi, wiaty i szklarnie, inną możliwością są również podłogi fotowoltaiczne.

Rodzaje BIPV

Struktury BiPV można podzielić na konstrukcje wentylowane (tzw. fasady zimne), niewentylowane (tzw. fasady ciepłe) oraz mieszane. W przypadku fasad zimnych z powodzeniem stosowane są moduły z krzemu krystalicznego. Stanowią one zewnętrzną warstwę fasady, odpowiedzialną za ochronę od czynników atmosferycznych oraz estetyczny wygląd. Nie są to natomiast elementy ani konstrukcji nośnej, ani izolacyjnej. Pustka pomiędzy okładziną a warstwą izolacji termicznej zapewnia cyrkulację powietrza, która jest szczególnie korzystna dla zapewnienia wydajnej pracy modułów PV. Okablowanie elektryczne umieszcza się w kanałach pomiędzy elementami konstrukcji fasady. Konstrukcje niewentylowane nadają się do zastosowania, mniej wrażliwych na wysokie temperatury, modułów cienkowarstwowych. Elementy BIPV tworzą powłokę budynku łączącą w sobie funkcję ochrony od klimatu, akustyki oraz izolacji termicznej. Mogą to być konstrukcje całkowicie nieprzezroczyste lub częściowo transparentne. Okablowanie maskowane jest listwami, ewentualnie umieszcza się je w profilach konstrukcyjnych. Fasady mieszane zapewniają możliwość kombinacji rozwiązań, elementy BIPV mogą tu być użyte również jako system zacieniający.

Bez względu na wybór metody integracji, jeśli chcemy mieć system BIPV na ścianach, konieczna jest odpowiednia ich lokalizacja względem kierunków świata – czyli na południe (z ewentualnymi odchyleniami wschód-zachód). Są to ponadto elementy konstrukcji znacznie bardziej narażone na zacienienie niż dach, a typowe, pionowe płaszczyzny ścian nie są idealnie ustawione względem promieni słonecznych.  Jednak w przypadku systemów BiPV, które zastępują standardowe materiały budowlane, niedogodność ta jest kompensowana możliwością przejęcia przez moduły PV wielu dodatkowych funkcji typowych dla zewnętrznej przegrody.

Z czego składa się BIPV i jak je zamontować?

Kompletny system BIPV obejmuje moduły fotowoltaiczne (które mogą być cienkowarstwowy lub krystaliczne, przejrzyste, półprzezroczyste lub nieprzezroczyste), kontroler ładowania (w systemach autonomicznych), system przechowywania energii (sieć energetyczna lub akumulatory). Inne elementy to sprzęt do konwersji energii (falownik), zapasowe zasilacze takie jak generatory diesla (opcjonalnie, zazwyczaj stosowane w systemach autonomicznych), a także okablowanie i systemy bezpieczeństwa.

Podczas gdy większość systemów BIPV jest połączonych z dostępną siecią energetyczną, istnieje również możliwość stosowania ich w samodzielnym systemie off-grid. Dzięki temu można wytworzoną energię magazynować i wykorzystywać w okresie największego zapotrzebowania. Zaletą BIPV, zarówno pod względem materiałowym jak i konstrukcyjnym, jest możliwość wszechstronnego zastosowania na elewacjach budynków, oknach czy dachach.  Poprzez wykorzystanie energii z ogniw PV do częściowego zasilania instalacji bezpieczeństwa klimatyzacji i wentylacji można zmniejszyć koszty eksploatacji tych obiektów. Wprowadzenie fotowoltaiki do środowiska budowlanego pozwala szerzej spojrzeć na ideę efektywności energetycznej. Ponadto, bezpośrednia integracja modułów PV sprawia, że elewacja budynku staje się złożonym, aktywnym i adaptacyjnym systemem. Dzięki temu instalacja BiPV nie jest tylko generatorem ekologicznej elektryczności.

Korzyści płynące z zastosowania systemów zintegrowanych dla właścicieli budynków to przede wszystkim gwarancja wydajności (podobnie jak dla standardowych instalacji jest to około 25 lat), wysokiej jakości certyfikowane materiały zapewniają długą żywotność systemu. Posiadając taką konstrukcję możemy cieszyć się bezkonkurencyjnym wyglądem budynku i stylistyką całego systemu, który tworzy wizualnie jednorodną i wodoszczelną powierzchnię. Ciepło oddawane od środka paneli tworzy poduszkę powietrzną, która dodatkowo chroni budynek przed utratą ciepła. Wyposażenie w antyrefleksyjna szybę zapewnia szczególnie wysokie uzyski, a montaż takiej instalacji jest łatwy i szybki.  Unikając kosztów materiałów konwencjonalnych, dodatkowy koszt fotowoltaiki jest zmniejszony. Oznacza to, że systemy BIPV często mają niższe koszty całkowite niż systemy standardowe, które wymagają oddzielnych elementów montażowych.