बिल्डिंग इंटीग्रेटेड फोटोवोल्टिक्स (BIPV) पावर ग्लास फेसेड्स की शुरुआत 90 के दशक में बाजार में आने के समय केवल सजावटी तत्वों के रूप में हुई थी, लेकिन अब ये गंभीर ऊर्जा प्रणालियों में बदल रहे हैं। शुरूआत में, वास्तुकार मुख्य रूप से इन सौर सेलों का उपयोग भवनों पर सजावटी तत्वों के रूप में करते थे, बजाय इसके वास्तविक ऊर्जा उत्पादन पर निर्भरता करने के। लेकिन 2015 के आसपास स्थिति में काफी बदलाव आया। इस समय तकनीकी सुधारों ने इन कांच BIPV मॉड्यूल्स को 12 से 16 प्रतिशत तक सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करने में सक्षम बना दिया, इसके साथ ही यह दृश्यमान प्रकाश के 30 से 50 प्रतिशत तक को भी पारगमित करता है, जैसा कि हाल ही में 'फ्रंटियर्स इन सस्टेनेबल सिटीज' द्वारा प्रकाशित एक अध्ययन में बताया गया है। आज के नवीनतम संस्करण वास्तव में कई इमारतों में पारंपरिक कर्टन वॉल्स की जगह ले रहे हैं। यूरोप में कुछ शानदार परियोजनाएं इन आधुनिक स्थापनाओं के वर्ग मीटर प्रति वर्ष लगभग 120 किलोवाट घंटे बिजली उत्पन्न करने की क्षमता दर्शाती हैं। इस संख्या को समझने के लिए, यह ऊर्जा अधिकांश इमारतों की ऊष्मन, प्रशीतन और वातन के लिए आवश्यक ऊर्जा का लगभग 35 प्रतिशत भाग पूरा कर सकती है।
आधुनिक BIPV पावर ग्लास तीन-आयामी लाभ प्रदान करता है:
2025 अक्षय ऊर्जा समीक्षा विश्लेषण में पाया गया कि शहरी कार्यालयों में सामग्री प्रतिस्थापन लाभों के कारण स्टैंडअलोन सौर सरणियों की तुलना में BIPV पुनर्निर्माण पर 19% तेजी से आरओआई प्राप्त होता है। यह तकनीक शहरी ऊष्ण द्वीप प्रभाव को भी संबोधित करती है, सर्दियों की स्थिति में पारंपरिक कांच की तुलना में पीवी-एकीकृत फेसेज़ में सतह के तापमान में 3–5 डिग्री सेल्सियस की कमी दर्शाई गई है।
अर्ध-पारदर्शी BIPV पॉवर ग्लास फेसेड्स में या तो अलग-अलग सौर सेल या पतली फिल्म की परतें लगी होती हैं, जो दृश्यमान प्रकाश के लगभग 15 से 40 प्रतिशत भाग को पारित करने देती हैं, जबकि विद्युत उत्पादन भी करती हैं। यह संयोजन एक ऐसी समस्या का समाधान करता है, जिसके साथ कई वास्तुकार कार्यालयों के डिज़ाइन करते समय संघर्ष करते हैं, यह निर्धारित करने में कि कैसे पर्याप्त प्राकृतिक प्रकाश भीतर आने दिया जाए और भवन के अंदर अत्यधिक गर्मी भी न बनी रहे। पिछले वर्ष प्रकाशित एक अध्ययन में सामग्री विज्ञान (मटेरियल साइंस) पर इन STPV मॉड्यूल्स के वैक्यूम ग्लेज़िंग के साथ विश्लेषण किया गया, जिसमें यह पाया गया कि इनका सौर ऊष्मा लाभ गुणांक (Solar Heat Gain Coefficient) 0.28 से 0.35 के बीच था। यह वास्तव में सामान्य डबल ग्लेज़्ड खिड़कियों की तुलना में 42 प्रतिशत बेहतर था। इसी समय, यह प्रति वर्ग मीटर लगभग 80 से 120 वाट तक बिजली उत्पन्न करने में सक्षम है। जब वास्तुकार भवन के आवरण के विभिन्न हिस्सों में सेल्स की घनत्वता को समायोजित करते हैं, तो वे दिलचस्प प्रकाश पैटर्न भी बना सकते हैं, जो भवन के किनारों के पास के क्षेत्रों में छह मीटर तक की गहराई में दिन के प्रकाश की आवश्यकताओं को पूरा करते हुए EN 17037 आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
आधुनिक एसटीपीवी प्रणालियां तीन मुख्य मापदंडों के माध्यम से इष्टतम संतुलन प्राप्त करती हैं:
इलेक्ट्रोक्रोमिक इंटरलेयर्स के साथ अनुकूली एसटीपीवी प्रणालियों में 15 कार्यालय इमारतों में 12 महीने के ईयू क्षेत्र परीक्षण के अनुसार स्थैतिक समाधानों की तुलना में 68% कम ब्लाइंड्स उपयोग दर्ज किया गया।
STPV फेसेड के लिए प्रदर्शन मापदंड अब ऊर्जा उत्पादन के साथ-साथ उपयोगकर्ता-केंद्रित संकेतकों को भी शामिल करते हैं:
| मीट्रिक | स्टैंडर्ड | मापन उपकरण |
|---|---|---|
| डेलाइट ऑटोनॉमी (DA) | फर्श क्षेत्र के 75% भाग में ≥50% | रेडिएंस-आधारित सिमुलेशन |
| एकसमानता अनुपात | 0.4–0.7 | 0.8 मीटर की ऊंचाई पर लक्स मीटर |
| फोटोवोल्टिक आउटपुट स्थिरता | मौसमों में <15% भिन्नता | आईओटी-सक्षम माइक्रोइन्वर्टर |
A 2024 भवन ऊर्जा अनुसंधान पेपर दर्शाता है कि अनुकूलित STPV फेसेड के साथ कार्यालय ब्लॉक कितने प्रतिशत अधिक डेलाइट स्वायत्तता प्राप्त करते हैं, जबकि खिड़की-से-दीवार अनुपात (WWR) समायोजन के माध्यम से अपारदर्शी BIPV की ऊर्जा उत्पादन क्षमता का 85% बनाए रखा जाता है।
जब बीआईपीवी पावर ग्लास फेसेड की बात आती है, तो वे आमतौर पर ऊर्ध्वाधर रूप से स्थापित होने पर लगभग 12 से 18 प्रतिशत सौर परिवर्तन दक्षता प्राप्त करते हैं। यह वास्तव में छत पीवी सिस्टम की तुलना में कम है, जो आमतौर पर 15 से 22 प्रतिशत के बीच होते हैं। अंतर क्यों? असल में इसलिए क्योंकि ऊर्ध्वाधर सतहें क्षैतिज वालों के समान कोण पर सूर्य के प्रकाश को नहीं पकड़तीं। लेकिन उम्मीद है! द्विपार्श्विक मॉड्यूल सीमा के नुकसान की लगभग 19 प्रतिशत दक्षता की भरपाई कर सकते हैं, जो पास की इमारतों से उछलने वाले प्रतिबिंबित प्रकाश को पकड़कर होती है। और अब तक बात कैडमियम टेल्यूराइड थिन फिल्म तकनीक में सुधार के कारण और भी बेहतर हो गई है। ये नए विकास के कारण ऊर्ध्वाधर स्थापना अब शहरी स्थापना में अनुकूलित कोण वाले पैनलों की तुलना में लगभग 84 प्रतिशत उत्पादन कर रहे हैं। कुछ साल पहले की तुलना में यह काफी शानदार प्रगति है।
मध्य यूरोप में पूर्व या पश्चिम की ओर उन्मुख बीआईपीवी फेसेड की तुलना में दक्षिण की ओर उन्मुख बीआईपीवी फेसेड वार्षिक रूप से लगभग 14% अधिक ऊर्जा उत्पन्न करने की प्रवृत्ति रखते हैं। हालांकि, कई आधुनिक इमारतों में अब दिनभर के ऊर्जा उत्पादन के उतार-चढ़ाव को स्थिर करने के लिए कई दिशाओं में पैनलों को शामिल किया जा रहा है। शुरुआत से ही छाया को उचित ढंग से डिज़ाइन करना भी बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि खराब योजना बनाने से लगभग 30% संभावित उत्पादन खोने का खतरा रहता है। इसे इस तरह से समझें: सघन शहरी क्षेत्रों में, केवल निकटवर्ती इमारतें ही सौर उत्पादन में 18 से 24% तक की कमी ला सकती हैं। बीआईपीवी ग्लास के मामले में मौसम की विभिन्न स्थितियों को संभालने में भी अच्छा प्रदर्शन करता है। ये पैनल तब भी लगभग 80% दक्षता के साथ काम करते रहते हैं जब सूर्य का प्रकाश 200 वाट प्रति वर्ग मीटर तक गिर जाता है, जो समान रूप से धीमी स्थितियों में आम तौर पर 65 से 70% तक पहुंचने वाले नियमित सिलिकॉन पैनलों की तुलना में बेहतर है।
2024 में किए गए शोध में यूरोप भर में 47 कार्यालय भवनों की जांच की गई, जिनमें BIPV फेसेज (BIPV facades) लगाए गए थे, और पाया गया कि वे प्रति वर्ष प्रति वर्ग मीटर औसतन लगभग 120 किलोवाट घंटे बिजली उत्पन्न करते हैं। संख्याएं काफी भिन्न थीं - उत्तरी स्कैंडिनेविया में स्थित इमारतों ने महज 85 किलोवाट घंटे प्रति वर्ग मीटर की उत्पादन क्षमता दर्ज की, जबकि भूमध्य सागर के दक्षिण में स्थित इमारतों ने 158 किलोवाट घंटे प्रति वर्ग मीटर के करीब पहुंच गए। आईंडहोवेन में हाई टेक कैंपस में भी इंजीनियरों ने शानदार परिणाम दर्ज किए। उनकी स्थापना ने केवल पांच महीनों में 44 फैकेड मॉड्यूल से 1,630 किलोवाट घंटे एसी पावर उत्पन्न की। यह सफलता यह दर्शाती है कि पैनलों के बीच उचित परिसंचरण (ventilation) क्यों स्थिर ऊर्जा उत्पादन के लिए इतना महत्वपूर्ण है। वर्तमान प्रवृत्तियों की दृष्टि से, सभी नए स्थापनाओं में से लगभग 38% अब बिफेशियल मॉड्यूल का उपयोग करते हैं। रोस्किल्डे, डेनमार्क में परीक्षण स्थल इस लाभ का स्पष्ट प्रमाण प्रदान करता है। वहां के परिसंचारित BIPV सिस्टम ने 0.85 के तुलना में केवल 0.92 के प्रदर्शन अनुपात को दर्ज किया, जो बिना परिसंचरण वाले समान सिस्टम द्वारा दर्ज किया गया था।
BIPV पॉवर ग्लास फेसेड के डिज़ाइन करना वास्तुकारों के लिए एक वास्तविक चुनौती प्रस्तुत करता है, जिन्हें पर्याप्त प्राकृतिक प्रकाश प्राप्त करने और पर्याप्त बिजली उत्पन्न करने के बीच सही संतुलन खोजना होता है। जब इमारतों में कार्यालय स्थानों में लगभग 30 से 50 प्रतिशत की उच्च पारदर्शिता दर होती है, तो वे निश्चित रूप से बेहतर दिन के प्रकाश को प्राप्त करते हैं लेकिन सामान्य ठोस सौर पैनलों की तुलना में लगभग 15 से 25 प्रतिशत PV दक्षता गंवाते हैं, जो कि पिछले वर्ष नेचर में प्रकाशित शोध में बताया गया था। हालांकि 2023 के एक पैरामीट्रिक मॉडल अध्ययन से कुछ दिलचस्प निष्कर्ष सामने आए। शोधकर्ताओं ने पाया कि फेसेड डिज़ाइनों को समायोजित करके वास्तव में इस दक्षता अंतर को लगभग 27 प्रतिशत तक कम किया जा सकता है। उन्होंने मौसम के साथ बदलती धूप की स्थिति के अनुसार रणनीतिपूर्वक पैनलों की व्यवस्था करके इसे प्राप्त किया और आंतरिक स्थानों में समान प्रकाश बनाए रखा।
उभरते हुए समाधान इलेक्ट्रोक्रोमिक कांच को माइक्रो-ट्रैकिंग फोटोवोल्टिक सेलों के साथ एकीकृत करते हैं जो वास्तविक समय के मौसम और आबादी पैटर्न के अनुसार पारदर्शिता (10–70% रेंज) और झुकाव कोण (±15°) को समायोजित करते हैं। उत्तरी यूरोपीय कार्यालय परिसरों में प्रोटोटाइप परीक्षण के अनुसार ये प्रणालियाँ मेघाच्छन्न जलवायु में दिवा प्रकाश स्वायत्तता को दोगुना करते हुए आधारभूत ऊर्जा उत्पादन का 80% हिस्सा बनाए रखती हैं।
जबकि 40% पारदर्शिता के साथ यूरोपीय कार्यालय फैकेड 120 किलोवाट-घंटा/मीटर²/वर्ष की औसत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं—जो इमारत की ऊर्जा आवश्यकताओं के 30–35% के लिए पर्याप्त है—इसके पूर्णतः अपारदर्शी समकक्ष 190 किलोवाट-घंटा/मीटर²/वर्ष ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। हालांकि, अब उन्नत ऑप्टिकल कोटिंग्स 60%-पारदर्शी मॉड्यूल को अपारदर्शी पैनल के उत्पादन का 85% हासिल करने में सक्षम बनाती हैं, जो दृश्यात्मक आकांक्षाओं और शुद्ध-शून्य लक्ष्यों के बीच के अंतर को कम करती हैं।
जब इंटीग्रेटेड फोटोवोल्टिक ग्लास फेसेड को डबल स्किन फैकेड सिस्टम के साथ जोड़ा जाता है, तो वे एक प्रकार की साझेदारी बनाते हैं जो वास्तव में इस बात को बेहतर बनाती है कि ऊर्जा कितनी उत्पन्न होती है और इमारतें ऊष्मा और प्रकाश को कैसे संभालती हैं। इन डबल स्किन फैकेड में ग्लास की दो परतों के बीच का स्थान इन्सुलेशन की तरह काम करता है, सौर पैनलों में ऊष्मा के जमाव को लगभग 6 से 25 प्रतिशत तक कम कर देता है, जो इमारत के स्थान के आधार पर निर्भर करता है। ठंडे पैनलों का मतलब बेहतर बिजली उत्पादन भी होता है क्योंकि 10 डिग्री सेल्सियस के प्रत्येक तापमान में गिरावट दक्षता को लगभग 1 से 2% तक बढ़ा सकती है। 2024 में सामग्री प्रदर्शन पर एक हालिया अध्ययन में पाया गया कि मध्यम जलवायु में इस संयुक्त प्रणाली वाली इमारतें नियमित BIPV सेटअप की तुलना में वर्ष भर में लगभग 12 से 18% अधिक बिजली उत्पन्न करती हैं। डिजाइनरों के लिए जो अपनी इमारतों को आधुनिक और साफ दिखना चाहते हैं, यह व्यवस्था ग्लास के पीछे एक अतिरिक्त स्थान भी प्रदान करती है जो रखरखाव को आसान बनाती है और इमारत के माध्यम से वायु प्रवाह को नियंत्रित करने में मदद करती है।
आधुनिक BIPV-DSF विन्यास अनुकूलित संकर वेंटिलेशन रणनीतियों का उपयोग सौर ऊष्मा लाभ और आंतरिक सुविधा में संतुलन बनाए रखने के लिए करते हैं। हेफेई, चीन में कार्यालय टावरों की 2023 विश्लेषण से पता चला कि BIPV-DSF प्रणालियों में गतिशील वायु प्रवाह प्रबंधन से एकल-स्किन विकल्पों की तुलना में वार्षिक रूप से कूलिंग भार में 52.2% की कमी आई। प्रमुख नवाचारों में शामिल हैं:
अध्ययनों से पता चलता है कि मध्यम ऊंचाई वाली कार्यालय इमारतों में ये सिस्टम 2025 के यूरोपीय स्मार्ट बिल्डिंग मानकों के अनुसार प्रति वर्ग मीटर प्रति वर्ष लगभग 28 से 34 किलोवाट-घंटे तक ऊर्जा उपयोग तीव्रता (ईयूआई) को कम कर देते हैं। हालांकि अभी भी कुछ बाधाएं हैं, जैसे विभिन्न पैनल तापमानों के लिए सही वायु प्रवाह दरों का पता लगाना। लेकिन नई पूर्वानुमानित नियंत्रण एल्गोरिदम के धन्यवाद स्थिति सुधर रही है, जो इमारतों को तत्काल समायोजन करने की अनुमति देते हैं। इसका अर्थ है भवन के अंदर रहने वाले लोगों के लिए बेहतर सुविधा और साथ ही साथ अधिकतम ऊर्जा उत्पादन की प्राप्ति।
BIPV पावर ग्लास फेसेड का उपयोग भवनों में सौंदर्य और ऊर्जा उत्पादन दोनों उद्देश्यों के लिए किया जाता है। यह भवन सामग्री में फोटोवोल्टिक सौर सेलों को एकीकृत करता है, जो बिजली प्रदान करता है और एक दृष्टिगत रूप से आकर्षक डिज़ाइन बनाए रखता है।
BIPV फेसेड की सौर परिवर्तन दक्षता आमतौर पर 12 से 16 प्रतिशत होती है जब इसे ऊर्ध्वाधर स्थापित किया जाता है, जो पारंपरिक छत सौर पैनलों की तुलना में कम होती है। हालांकि, बिफेशियल मॉड्यूल और सुधरी हुई सामग्री जैसी तकनीकों ने उनकी दक्षता में काफी सुधार किया है।
BIPV फेसेड ऊर्जा ग्रिड पर निर्भरता को कम करके, कार्बन उत्सर्जन को कम करके और बेहतर थर्मल नियमन प्रदान करके शहरी स्थायित्व में योगदान देते हैं। वे शहरी ऊष्ण द्वीप प्रभाव को भी कम करते हैं और स्वतंत्र सौर सरणियों की तुलना में निवेश पर तेजी से रिटर्न प्रदान करते हैं।
सेमी-ट्रांसपेरेंट BIPV मॉड्यूल दृश्यमान प्रकाश के एक प्रतिशत को पारित करने की अनुमति देकर और बिजली उत्पन्न करके दिन के प्रकाश को अनुकूलित करते हैं। सौर सेलों की घनत्व को समायोजित करके, वास्तुकार इमारतों के भीतर इष्टतम दिन के प्रकाश और दृश्य सुविधा प्राप्त कर सकते हैं।
हां, BIPV फेसेड मौसम परिवर्तन से प्रभावित होते हैं, जिससे उनकी ऊर्जा उत्पादन क्षमता प्रभावित हो सकती है। इसके बावजूद, वे आम तौर पर कम धूप की स्थिति में सामान्य सिलिकॉन पैनलों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन करते हैं।
Hot News2025-02-25
2024-11-27
2024-12-17
EN
