Fasad kaca kuasa BIPV (Building Integrated Photovoltaics) bermula sebagai hiasan sahaja apabila kali pertama diperkenalkan pada pasaran dalam dekad 90-an, tetapi kini ia menjadi sistem tenaga yang serius. Pada mulanya, jurutera binaan lebih gemar menggunakan sel suria ini sebagai aksen pada bangunan berbanding bergantung kepadanya untuk menjana tenaga sebenar. Namun, keadaan benar-benar berubah sekitar tahun 2015. Pada masa itu, peningkatan teknologi membolehkan modul BIPV kaca ini menukar cahaya matahari kepada tenaga elektrik pada kadar antara 12 hingga 16 peratus, sambil masih membenarkan kira-kira 30 hingga 50 peratus cahaya kelihatan menembusinya, menurut kajian terkini yang diterbitkan oleh Frontiers in Sustainable Cities. Versi terkini sistem ini kini sebenarnya menggantikan dinding langsir konvensional dalam banyak bangunan. Beberapa projek hebat di seluruh Eropah menunjukkan pemasangan moden ini mampu menjana kira-kira 120 kilowatt jam bersih meter persegi setiap tahun dalam bangunan pejabat. Untuk memberi perspektif kepada nombor ini, jumlah tenaga tersebut boleh menampung kira-kira 35 peratus keperluan kebanyakan bangunan untuk pemanasan, pengudaraan dan penyejuk udara.
BIPV moden power glass memberikan kelebihan triple-bottom-line:
2025 Ulasan Tenaga Bahrui analisis mendapati bahawa pemasangan semula BIPV di pejabat bandar mencapai ROI 19% lebih cepat berbanding susunan solar berdiri sendiri disebabkan oleh faedah penggantian bahan. Teknologi ini juga mengatasi kesan pulau haba bandar, dengan fasad bersepadu PV menunjukkan pengurangan suhu permukaan sebanyak 3–5°C berbanding kaca konvensional dalam keadaan panas.
Façade kaca kuasa BIPV separa telus mempunyai sel suria yang disusun berjauhan atau lapisan filem nipis, membenarkan kira-kira 15 hingga 40 peratus cahaya kelihatan menembusinya sambil masih menghasilkan tenaga elektrik. Gabungan ini menyelesaikan masalah yang dihadapi ramai arkitek apabila mereka merancang pejabat — iaitu bagaimana mengekalkan kecukupan pencahayaan semula jadi tanpa membenarkan haba berlebihan terbentuk di dalam bangunan. Kajian yang diterbitkan tahun lepas dalam jurnal Sains Bahan telah meneliti modul STPV ini dengan kaca vakum dan mendapati pekali gainer haba suria (SHGC) mereka berada antara 0.28 hingga 0.35. Ini sebenarnya adalah 42 peratus lebih baik berbanding tingkap berkaca berganda biasa. Pada masa yang sama, sistem ini berjaya menghasilkan tenaga antara 80 hingga 120 watt setiap meter persegi. Apabila arkitek mengubah kepadatan sel di pelbagai bahagian pembungkus bangunan, mereka sebenarnya boleh mencipta corak pencahayaan yang menarik dan memenuhi keperluan EN 17037 untuk pencahayaan siang di kawasan berhampiran tepi bangunan, sehingga jarak enam meter dari dinding luar.
Sistem STPV moden mencapai keseimbangan optimum melalui tiga parameter utama:
Sistem STPV beradaptasi dengan lapisan perantara elektrokrom menunjukkan pengurangan sebanyak 68% dalam penggunaan langsir berbanding penyelesaian statik, menurut ujian medan EU selama 12 bulan di 15 bangunan pejabat.
Metrik prestasi untuk muka hadapan STPV kini menggabungkan hasil tenaga dengan penunjuk berpusatkan penghuni:
| Metrik | Benchmarks | Alat Pengukuran |
|---|---|---|
| Keswadaian Siang (DA) | ≥50% dalam 75% daripada keluasan lantai | Simulasi berasaskan Radiance |
| Nisbah Seragam | 0.4–0.7 | Meter Lux pada ketinggian 0.8m |
| Kestabilan Output PV | <15% varians sepanjang musim | Mikroinverter berdaya IoT |
Pada tahun 2024 Penyelidikan Tenaga Bangunan kertas kerja menunjukkan bagaimana blok pejabat dengan STPV façade yang dioptimumkan mencapai 32% peningkatan kebolehautodanaan cahaya siang berbanding kaca konvensional, sambil mengekalkan 85% daripada kapasiti penjanaan tenaga BIPV legap melalui pelarasan nisbah tingkap-ke-dinding (WWR) yang bijak.
Apabila disebut mengenai struktur kaca kuasa BIPV, kebiasaannya mencapai kecekapan penukaran solar sekitar 12 hingga 18 peratus apabila dipasang secara menegak. Ini sebenarnya lebih rendah berbanding sistem PV atap yang biasanya berada antara 15 hingga 22 peratus. Mengapa berbeza? Secara asasnya kerana permukaan menegak tidak dapat menangkap cahaya matahari pada sudut yang sama seperti permukaan mendatar. Tetapi masih ada harapan! Modul dwi-muka boleh membantu memulihkan hampir 19 peratus kecekapan yang hilang dengan menangkap cahaya pantulan yang terpantul dari bangunan sekitar. Dan keadaan semakin baik kebelakangan ini berkat peningkatan dalam teknologi filem nipis kadmium telurida. Perkembangan baru ini bermaksud pemasangan menegak kini boleh menghasilkan sekitar 84 peratus daripada apa yang boleh dijana oleh panel yang dipasang pada sudut optimum dalam persekitaran bandar. Ini merupakan kemajuan yang cukup memberangsangkan jika dibandingkan dengan pencapaian beberapa tahun lalu.
Façade BIPV yang menghadap ke selatan cenderung menghasilkan lebih kurang 14% tenaga tambahan setiap tahun berbanding yang menghadap ke timur atau barat di Eropah Tengah. Walau bagaimanapun, kebanyakan bangunan kontemporari kini menggunakan panel dalam pelbagai arah untuk meratakan fluktuasi penjanaan kuasa harian. Merancang peneduh dengan betul dari permulaan juga sangat penting kerana perancangan yang kurang baik boleh menyebabkan kehilangan sekitar 30% daripada output yang berpotensi. Fikirkan perkara ini: sahaja bangunan berdekatan mungkin mengurangkan pengeluaran solar di antara 18 hingga 24% di kawasan bandar yang sesak. Apabila tiba masa menangani pelbagai keadaan cuaca, kaca BIPV turut menonjol. Panel ini terus berfungsi pada kecekapan sekitar 80% walaupun cahaya matahari menurun kepada 200 W per meter persegi, sesuatu yang mengatasi panel silikon biasa yang biasanya berada di antara 65 hingga 70% dalam keadaan malap yang sama.
Kajian yang dijalankan pada 2024 melihat 47 bangunan pejabat di seluruh Eropah yang dilengkapi dengan fasad BIPV dan mendapati bangunan-bangunan ini menghasilkan purata sekitar 120 kilowatt jam per meter persegi setiap tahun. Nombor-nombor ini agak berbeza walaupun begitu - bangunan di utara Scandinavia hanya berjaya menghasilkan sekitar 85 kWh/m² manakala yang berada di selatan, di kawasan Mediterranean, mencapai hampir 158 kWh/m². Di Kampus High Tech di Eindhoven, jurutera juga mencatatkan keputusan yang mengagumkan. Sistem mereka menjana 1,630 kWh kuasa AU dari hanya 44 modul fasad dalam tempoh lima bulan sahaja. Kejayaan ini menyoroti mengapa pengudaraan yang betul di antara panel-panel ini memberi kesan yang begitu ketara terhadap pengeluaran tenaga secara konsisten. Berdasarkan trend semasa, hampir 38% daripada semua pemasangan baharu kini menggunakan modul dwi-muka (bifacial). Tapak ujian di Roskilde, Denmark menyediakan bukti konkrit tentang faedah ini. Sistem BIPV yang mempunyai pengudaraan di lokasi tersebut mencatatkan nisbah prestasi sebanyak 0.92 berbanding hanya 0.85 bagi sistem yang serupa tetapi tanpa pengudaraan.
Mereka bentuk fasad kaca kuasa BIPV membentuk cabaran sebenar kepada arkitek yang perlu mencari titik optimum antara membenarkan cahaya semula jadi yang mencukupi dan menjana tenaga elektrik yang memadai. Apabila bangunan mempunyai kadar kejelasan yang tinggi sekitar 30 hingga 50 peratus di ruang pejabat, mereka pasti memperoleh pencahayaan siang yang lebih baik tetapi kehilangan sekitar 15 hingga 25 peratus dalam kecekapan PV berbanding panel solar padat biasa menurut kajian yang diterbitkan dalam Nature tahun lepas. Walau bagaimanapun, beberapa penemuan menarik muncul daripada kajian model berparameter pada 2023. Para penyelidik mendapati bahawa dengan mengubahsuai rekabentuk fasad, jurang kecekapan ini sebenarnya boleh dikurangkan sebanyak kira-kira 27 peratus. Mereka berjaya mencapainya dengan menyusun panel secara strategik bagi mengambil kira perubahan sinaran matahari mengikut musim sambil mengekalkan pencahayaan yang sekata di seluruh ruang dalaman.
Penyelesaian baharu menggabungkan kaca elektrokromik dengan sel fotovoltaik mikro-penjejakan yang boleh menetapkan kelegapan (julat 10–70%) dan sudut kecondongan (±15°) berdasarkan corak cuaca dan pendudukan secara masa nyata. Sistem ini mengekalkan 80% hasil tenaga asas sementara menggandakan autonomi pencahayaan siang di kawasan berawan, menurut ujian prototaip dalam persekitaran pejabat Nordik.
Manakala dinding langsir pejabat Eropah dengan 40% kelegapan mencapai purata 120 kWh/m²/tahun—cukup untuk memenuhi 30–35% keperluan tenaga bangunan—rakan sepenuh legapnya menghasilkan 190 kWh/m²/tahun. Walau bagaimanapun, salutan optik terkini kini membolehkan modul 60%-lutsinar mencapai 85% hasil panel legap, mengurangkan jurang antara aspirasi estetik dan matlamat sifar bersih.
Apabila dinding kaca suria bersepadu digabungkan dengan sistem dinding dua lapis, mereka membentuk satu rakan kongsi yang sebenarnya meningkatkan pengeluaran tenaga dan bagaimana bangunan mengendalikan haba dan cahaya. Ruang di antara dua lapisan kaca dalam sistem dinding dua lapis ini bertindak seperti penebat, mengurangkan peningkatan haba pada panel suria sebanyak 6 hingga 25 peratus bergantung kepada lokasi bangunan tersebut. Panel yang lebih sejuk juga bermaksud pengeluaran elektrik yang lebih baik memandangkan setiap penurunan suhu sebanyak 10 darjah Celsius boleh meningkatkan kecekapan sebanyak 1 hingga 2 peratus. Satu kajian terkini pada tahun 2024 mengenai prestasi bahan mendapati bahawa bangunan dengan sistem gabungan ini di iklim sederhana mampu menghasilkan 12 hingga 18 peratus lebih tenaga sepanjang tahun berbanding hanya sistem BIPV biasa sahaja. Bagi pereka yang ingin mengekalkan penampilan bangunan yang moden dan kemas, susunan ini juga memberi ruang tambahan di belakang kaca yang memudahkan penyelenggaraan dan membantu mengawal pengudaraan dalam bangunan.
Konfigurasi BIPV-DSF moden menggunakan strategi pengudaraan hibrid adaptif untuk menyeimbangkan keuntungan haba suria dan keselesaan dalaman. Analisis 2023 terhadap menara pejabat di Hefei, China, mendapati bahawa pengurusan aliran udara dinamik dalam sistem BIPV-DSF mengurangkan beban penyejukan sebanyak 52.2% secara tahunan berbanding alternatif kulit tunggal. Inovasi utama termasuk:
Kajian menunjukkan sistem ini mengurangkan keamatan penggunaan tenaga (EUI) sebanyak kira-kira 28 hingga 34 kWh setiap tahun bagi setiap meter persegi dalam bangunan pejabat pertengahan mengikut Piawaian Bangunan Pintar EU dari tahun 2025. Walaubagaimanapun, masih terdapat beberapa halangan dalam memperoleh kadar aliran udara yang sesuai untuk suhu panel yang berbeza. Tetapi keadaan semakin baik dengan kehadiran algoritma kawalan prediktif baharu yang membolehkan bangunan membuat pelarasan serta-merta. Ini bermaksud keselesaan yang lebih baik untuk penghuninya sambil memaksimumkan output kuasa pada masa yang sama.
BIPV power glass facades digunakan untuk tujuan estetika dan penjanaan tenaga dalam bangunan. Sistem ini mengintegrasikan sel solar fotovoltaik ke dalam bahan binaan, menyediakan tenaga elektrik sambil mengekalkan reka bentuk yang menarik secara visual.
Façade BIPV biasanya mempunyai kecekapan penukaran solar sebanyak 12 hingga 16 peratus apabila dipasang secara menegak, iaitu lebih rendah berbanding panel solar di bumbung konvensional. Walau bagaimanapun, peningkatan seperti modul dwi-muka dan bahan-bahan peningkatan telah meningkatkan kecekapan mereka secara ketara.
Façade BIPV menyumbang kepada kelestarian bandar dengan mengurangkan pergantungan pada grid tenaga, menurunkan pelepasan karbon, serta memberikan kawalan haba yang lebih baik. Ia juga mengurangkan kesan pulau haba bandar dan memberikan pulangan pelaburan yang lebih cepat berbanding susunan solar berdiri sendiri.
Modul BIPV separuh telus mengoptimumkan pencahayaan semula jadi dengan membenarkan sebahagian cahaya kelihatan menembusi sambil menjana tenaga elektrik. Dengan melaraskan kepadatan sel solar, arkitek boleh mencapai pencahayaan semula jadi dan keselesaan visual yang optimum di dalam bangunan.
Ya, faedah BIPV terjejas oleh perubahan cuaca, yang boleh mempengaruhi pengeluaran tenaga mereka. Walau bagaimanapun, secara amnya ia berprestasi lebih baik daripada panel silikon biasa dalam keadaan cahaya matahari yang rendah.
Hot News2025-02-25
2024-11-27
2024-12-17
EN
