Bygningsintegrerede solcellesystemer (BIPV) med strømførende glasfacader startede som blot dekorative elementer, da de første gang kom på markedet i 90'erne, men i dag er de ved at blive alvorlige energisystemer. Oprindeligt brugte arkitekter solcellerne primært som en æstetisk forbedring af bygninger frem for at regne med dem som en egentlig energikilde. Omkring 2015 skete der dog en ændring. Det var dengang, hvor teknologiske forbedringer tillod, at disse glasbaserede BIPV-moduler kunne omdanne sollys til elektricitet med en effektivitet mellem 12 og 16 procent, og stadig tillade gennemsigtighed med 30 til 50 procent af synligt lys, ifølge en nylig undersøgelse offentliggjort af Frontiers in Sustainable Cities. De nyeste versioner af disse systemer erstatter faktisk traditionelle gardinmure i mange bygninger i dag. Nogle imponerende projekter i Europa viser, at disse moderne installationer producerer cirka 120 kilowattimer per kvadratmeter årligt i kontorbygninger. For at sætte dette tal i perspektiv, kan denne mængde strøm dække omkring 35 procent af behovet til opvarmning, ventilation og aircondition i de fleste bygninger.
Moderne BIPV strømglas tilbyder fordele på tre fronter:
A 2025 Gennemgang af vedvarende energi analyse fandt ud af, at BIPV-etablering i bykontorer opnår 19% hurtigere afkast af investeringen end solpaneler pga. fordelene ved erstatning af materialer. Teknologien adresserer også varmeøeffekter i byerne, hvor facader med integrerede solceller viser en overfladetemperatur, der er 3–5°C lavere end almindeligt glas under sommerforhold.
De semi-transparente BIPV strømglasfasader indeholder enten afstandsmæssigt placerede solceller eller tyndfilm-lag, som tillader omkring 15 til 40 procent af det synlige lys at passere igennem, mens de stadig producerer elektricitet. Denne kombination løser et fælles problem, som mange arkitekter støder på, når de designer kontorer: hvordan man opretholder tilstrækkeligt med naturligt lys, uden at tillade for meget varmeophobning inde. Forskning, der blev offentliggjort i fjor i Materials Science, undersøgte disse STPV-moduler med vakuumisolering og fandt, at de havde en Solar Heat Gain Coefficient (SHGC) mellem 0,28 og 0,35. Det er faktisk 42 procent bedre end almindelige dobbelte ruder. Samtidig formår de at generere mellem 80 og 120 watt per kvadratmeter. Når arkitekter justerer celletætheden i forskellige dele af bygningens kappe, kan de faktisk skabe interessante lysmønstre, som opfylder EN 17037-kravene til dagslys i områder nær bygningens kanter, helt op til seks meter inde fra de ydre vægge.
Moderne STPV-systemer opnår optimal balance gennem tre nøggeparametre:
Adaptive STPV-systemer med elektrokromiske mellem-lag demonstrerer en 68 % reduktion i brug af persienner sammenlignet med statiske løsninger, ifølge et 12-måneders EU-feltforsøg fordelt på 15 kontorbygninger.
Ydelsesparametre for STPV-facader kombinerer nu energiudbytte med brugercentrerede indikatorer:
| Metrisk | Referencemateriale | Måleværktøj |
|---|---|---|
| Dagslyssystem (DA) | ≥50 % i 75 % af gulvarealet | Radiance-baserede simuleringer |
| Uniformitetsforhold | 0,4–0,7 | Luxmeter i højden 0,8 m |
| PV-outputstabilitet | <15 % variation gennem årstiderne | IoT-aktiverede mikroinvertere |
A 2024 Bygningsenergiforskning et papir demonstrerer, hvordan kontorblokke med optimerede STPV-fasader opnår 32 % højere dagslysselvstændighed end konventionel glasfacader, mens de samtidig fastholder 85 % af energiproduktionskapaciteten fra almindelige BIPV-løsninger gennem intelligente justeringer af vindue-til-væg-forholdet (WWR).
Når det gælder BIPV-strømglasfacader, opnår de typisk en solomdannelseseffektivitet på omkring 12 til 18 procent, når de er installeret lodret. Det er faktisk lavere end det, vi ser fra tagmontantede PV-systemer, som almindeligvis ligger mellem 15 og 22 procent. Hvorfor den forskel? Det skyldes i bund og grund, at lodrette overflader simpelthen ikke opfanger sollyset i samme vinkel som vandrette overflader. Der er dog håb! Bifaciale moduler kan hjælpe med at genvinde næsten 19 procent af den tabte effektivitet ved at opsamle reflekteret lys, der springer tilbage fra omkringliggende bygninger. Og tingene er blevet bedre i nyere tid takket være forbedringer i cadmiumtellurid tyndfilm-teknologi. Disse nye udviklinger betyder, at lodrette installationer nu producerer cirka 84 procent af det, som optimalt vinklede paneler ville generere i bymiljøer. Ret imponerende fremskridt taget i betragtning af, hvor vi startede for blot et par år siden.
BIPV-fasader, der vender mod syd, har en årlig tendens til at producere ca. 14 % mere energi sammenlignet med dem, der er vendt mod øst eller vest i Centraleuropa. Mange moderne bygninger integrerer dog i dag paneler i flere retninger for at jævne udsving i dagsproduktionen af strøm. Det er også ekstremt vigtigt at få planlagt skyggeforholdene rigtigt fra start, da dårlig planlægning kan føre til et tab på ca. 30 % af den potentielle produktion. Tænk på følgende: nabobygninger alene kan reducere solproduktionen med 18-24 % i tætteliggende byområder. Når det gælder håndtering af forskellige vejrforhold, skiller BIPV-glas sig også ud. Disse paneler fortsætter med at fungere med en effektivitet på ca. 80 %, selv når sollyset falder til 200 W per kvadratmeter, hvilket er bedre end almindelige siliciumpaneler, som typisk befinder sig mellem 65 og 70 % under lignende dæmpede forhold.
Forskning udført i 2024 undersøgte 47 kontorbygninger i hele Europa udstyret med BIPV-fasader og fandt ud af, at de producerede ca. 120 kilowatt-timer per kvadratmeter årligt i gennemsnit. Tallene varierede dog en del – bygninger i Nordjylland klarede kun omkring 85 kWh/m², mens de i Middelhavet nåede op på ca. 158 kWh/m². På High Tech Campus i Eindhoven opnåede ingeniørerne også imponerende resultater. Deres installation producerede 1.630 kWh vekselstrøm fra blot 44 fasademoduler alene i løbet af fem måneder. Denne succes fremhæver, hvorfor korrekt ventilation mellem panelerne gør en stor forskel for en stabil energiproduktion. Ud fra nuværende tendenser bruger næsten 38 % af alle nye installationer nu bifaciale moduler. Teststedet i Roskilde, Danmark giver et konkret bevis på denne fordel. Ventilerede BIPV-systemer har der opnået ydelsesforhold på 0,92 sammenlignet med kun 0,85 for lignende systemer uden ventilation.
At designe BIPV-strømglasfacader udgør en reel udfordring for arkitekter, som skal finde den optimale balance mellem at lade tilstrækkeligt med naturligt lys ind og samtidig generere tilstrækkelig el. Når bygninger har højere gennemsigtighedsgrader omkring 30 til 50 procent i kontorområder, får de bestemt bedre dagslys, men ofrer cirka 15 til 25 procent i PV-effektivitet sammenlignet med almindelige solide solpaneler, ifølge forskning offentliggjort i Nature sidste år. Der kom dog nogle interessante resultater fra en parametrisk modelundersøgelse fra 2023. Forskerne opdagede, at ved at justere facade-designene kunne man faktisk lukke dette effektivitetsgab med cirka 27 procent. Dette blev opnået ved at placere panelerne strategisk for at tage højde for, hvordan sollyset ændrer sig gennem året, og stadig opretholde en jævn belysning i de indre rum.
Nye løsninger integrerer elektrokromet glas med mikrosporingsfotovoltaiske celler, der justerer gennemsigtighed (10–70 %-interval) og vinkelindstilling (±15°) i reaktion på vejrforhold og boligudnyttelse i realtid. Ifølge tests med prototyper i nordiske kontormiljøer opretholder disse systemer 80 % af basisenergiudbyttet, mens dagslysgenerering fordobles i skyfyldte klimaer.
Mens europæiske kontorfasader med 40 % gennemsigtighed i gennemsnit producerer 120 kWh/m²/år – tilstrækkeligt til at dække 30–35 % af bygningens energibehov – genererer deres fuldt uigennemsigtige modparter 190 kWh/m²/år. Avancerede optiske belægninger gør dog nu 60 %-gennemsigtige moduler i stand til at opnå 85 % af udbyttet fra uigennemsigtige paneler, hvilket reducerer kløften mellem æstetiske ambitioner og netto-nulmål.
Når integrerede fotovoltaiske glasfacader kombineres med dobbelte facadesystemer, danner de en slags partnerskab, der faktisk forbedrer både den mængde energi, der bliver produceret, og måden hvorpå bygninger håndterer varme og lys. Afstanden mellem de to lag glas i disse dobbelte facader virker som isolering og reducerer varmeophobningen i solpaneler med cirka 6 til 25 procent afhængigt af bygningens placering. Koldere paneler betyder også bedre elproduktion, da hver 10 graders celsiusdæmpning kan øge effektiviteten med cirka 1 til 2 %. En nylig undersøgelse af materialers ydeevne tilbage i 2024 viste, at bygninger med dette kombinerede system i moderate klimaer producerer cirka 12 til 18 % mere strøm over året sammenlignet med almindelige BIPV-systemer alene. For designere, der ønsker at holde deres bygninger moderne og rene i udseendet, giver denne konstruktion også et ekstra rum bag glasset, som gør vedligeholdelse lettere og hjælper med at regulere luftstrømmen gennem bygningen.
Moderne BIPV-DSF-konfigurationer anvender adaptive hybridventilationsstrategier til at balancere solvarmetilgang og indekomfort. En analyse fra 2023 af kontorbygninger i Hefei, Kina, viste, at dynamisk luftstrømsstyring i BIPV-DSF-systemer reducerede kølebehovet med 52,2 % årligt sammenlignet med enkeltlagsløsninger. Nøgleinnovationer inkluderer:
Studier viser, at disse systemer reducerer energiforbrugsintensiteten (EUI) med cirka 28 til 34 kWh per kvadratmeter årligt i kontorbygninger med mellemhøj højde, ifølge EU's Smart Building Standards fra 2025. Der er dog stadig nogle udfordringer, når det gælder om at opnå de rigtige luftstrømningshastigheder ved forskellige pladetemperaturer. Heldigvis ser udsigterne bedre ud takket være nye prediktive styrealgoritmer, som gør det muligt for bygninger at foretage øjeblikkelige justeringer. Dette betyder forbedret komfort for personer inde i bygningen og samtidig maksimeret energiproduktion.
BIPV strømglasfacader bruges både til æstetiske formål og energiproduktion i bygninger. De integrerer fotovoltaiske solceller i byggematerialerne og leverer samtidig strøm og en visuelt tiltalende design.
BIPV-fasader har typisk en solomdannelseseffektivitet på 12 til 16 procent, når de er installeret lodret, hvilket er lavere end traditionelle solpaneler på tag. Der er dog sket fremskridt såsom bifaciale moduler og forbedrede materialer, som har forbedret deres effektivitet markant.
BIPV-fasader bidrager til byens bæredygtighed ved at reducere afhængigheden af energinettet, sænke CO2-udledningen og sikre bedre termisk regulering. De mindsker også byvarmeeffekter og giver en hurtigere afkast af investeringen sammenlignet med selvstændige solanlæg.
Halvgennemsigtige BIPV-moduler optimerer dagslys ved at lade en vis procentdel af synligt lys passere igennem, mens de samtidig producerer elektricitet. Ved at justere solcellernes tæthed kan arkitekter opnå optimalt dagslys og visuel komfort i bygningerne.
Ja, BIPV-facader påvirkes af vejrudsving, hvilket kan påvirke deres energiproduktion. Alligevel klarer de sig generelt bedre end almindelige siliciumpaneler under forhold med lav sollysintensitet.
Hot News2025-02-25
2024-11-27
2024-12-17
EN
