Fotovoltaične fasade ugrađene u zgrade (BIPV) su krenule kao dekorativni elementi kada su prvi put izašle na tržište u 90-im godinama, ali sada postaju ozbiljni energetski sistemi. Na početku, arhitekte su uglavnom koristile solarne ćelije kao dodatne detalje na zgradama, a ne za stvarnu proizvodnju energije. Sve se promenilo oko 2015. godine, kada su poboljšanja tehnologije omogućila modulima BIPV da pretvaraju sunčevu svetlost u električnu energiju sa efikasnošću između 12 i 16 odsto, pri čemu propuštaju oko 30 do 50 odsto vidljive svetlosti, prema nedavnoj studiji objavljenoj u časopisu Frontiers in Sustainable Cities. Najnovije verzije ovih sistema danas zamenjuju tradicionalne zavese na zgradama. Nekoliko izuzetnih projekata širom Evrope pokazuje da ove moderne instalacije mogu proizvesti oko 120 kilovat sati po kvadratnom metru godišnje u kancelarijskim zgradama. Za upoređenje, ta količina energije može pokriti otprilike 35 odsto potreba većine zgrada za grejanje, ventilaciju i klimatizaciju.
Savremeni BIPV staklo donosi prednosti trostruke koristi:
A 2025 Pregledi obnovljivih izvora energije analiza je pokazala da se BIPV adaptacije u gradskim kancelarijama ostvaruju 19% brži povrat ulaganja u odnosu na samostalne solarno polje, zbog pogodnosti zamene materijala. Ova tehnologija takođe rešava efekte toplinskog ostrva u gradovima, pri čemu fasade sa integrisanim fotonaponskim panelima pokazuju smanjenje površinske temperature od 3–5°C u poređenju sa konvencionalnim staklom u letnjim uslovima.
Фасаде од полупрозирног стакла за БИФВ (градња интегрисаних фотоволтаичних система) садрже или размашене соларне ћелије или танке филмове, што омогућава пролазак отприлике 15 до 40 процената видљиве светлости, а истовремено производе електричну енергију. Ова комбинација решава проблем са којим се многи архитекти суочавају приликом пројектовања канцеларија – како одржати довољно природне светлости без превеликог нагомилавања топлоте унутар зграде. Истраживање објављено прошле године у часопису „Материјали у науци“ (Materials Science) испитивало је ове СТПВ модуле са вакуумским охрабљењем и установило да имају коефицијент добијања сунчеве топлоте (Solar Heat Gain Coefficient) у опсегу између 0,28 и 0,35. То је заправо 42% боље у односу на уобичајена двострука стакла. У исто време, они успевају да производе између 80 и 120 вати по квадратном метру. Када архитекти прилагођавају густину ћелија у различитим деловима фасаде, могу створити занимљиве узорке светлости који задовољавају ЕН 17037 захтеве за дневну светлост у просторијама близу ивица зграде, чак и до шест метара унутар зграде у односу на спољашње зидове.
Савремени СТПВ системи постижу оптималну равнотежу кроз три кључна параметра:
Адаптивни СТПВ системи са електрохромним слојевима показали су смањење употребе ролера за 68% у односу на статичка решења, према годишњем теренском испитивању у ЕУ на 15 канцеларијских зграда.
Показатели перформанси за СТПВ фасаде сада комбинују принос енергије са показатељима који имају фокус на особе у просторији:
| Metrički | Referentni podaci | Алатка за мерење |
|---|---|---|
| Дневна светлост (DA) | ≥50% на 75% површине пода | Симулације засноване на радијанци |
| Однос равномерности | 0.4–0.7 | Лукс метри на висини од 0.8м |
| Стабилност PV излаза | <15% варијација током годишња доба | Микроинвертери омогућени IoT-ом |
A 2024 Истраживање енергије у градитељству рад показује како блокови канцеларија са оптимизованим STPV фасадама постижу 32% већу аутономију дневне светлости у односу на конвенционално остакљење, при чему одржавају 85% капацитета производње енергије непровидних BIPV система кроз интелигентне корекције односа прозора и зида (WWR).
Kada je u pitanju BIPV staklena fasada za proizvodnju energije, uobičajeno je da postigne efikasnost solarnog pretvaranja od oko 12 do 18 procenata kada se instalira vertikalno. To je zapravo niže u poređenju sa krovnim PV sistemima koji obično variraju između 15 i 22 procenta. Zašto postoji razlika? U osnovi, zato što vertikalne površine ne hvataju sunčevu svetlost pod istim uglom kao horizontalne. Ali postoji nada! Bifacijalni moduli mogu pomoći da se povrati skoro 19 procenata izgubljene efikasnosti tako što će prikupljati reflektovanu svetlost koja se odbija od okolnih zgrada. A stvari su se nedavno i dodatno poboljšale zahvaljujući napretku u tehnologiji tankih filmova na bazi kadmijum-telurida. Ove nove razvojne mogućnosti znače da vertikalne instalacije sada proizvode otprilike 84 procenta onoga što bi optimalno nagnuti paneli generisali u gradskim uslovima. Prilično zapanjujući napredak ako se uzme u obzir gde smo počeli pre svega nekoliko godina.
Фасаде са интегрисаним фотоволтаицима (BIPV) које су окренуте ка југу имају тенденцију да годишње производе око 14% више енергије у поређењу са онима које су оријентисане ка истоку или западу у Централној Европи. Међутим, многе савремене зграде сада укључују панеле у различитим правцима како би се изгладиле флуктуације дневне производње енергије. Такође, од самог почетка је супер важно правилно предвидети сенчење, јер лоше планирање може довести до губитка чак 30% потенцијалног излаза. Замислите овако: саме по себи близине зграда могу смањити производњу соларне енергије између 18 и 24% у густо насељеним градским областима. Када је реч о оптуживању различитих временских услова, BIPV стакло такође истиче. Ови панели настављају да функционишу са ефикасношћу од око 80% чак и када светлост падне на 200 W по квадратном метру, што је боље од обичних силицијумских панела који обично имају ефикасност између 65 и 70% у сличним лошим условима.
Истраживање из 2024. године испитивало је 47 канцеларијских зграда широм Европе које су имале фасаде са интегрисаним фотоволтаичним системима (BIPV) и установило је да су просечно производиле око 120 киловат сати по квадратном метру годишње. Бројеви су доста варирали – зграде у северној Скандинавији су успеле да произведу само око 85 kWh/m², док су оне у средоземним областима достизале и до 158 kWh/m². На високотехнолошком кампусу у Ајндховену, инжењери су такође постигли изузетне резултате. Њихова инсталација је у само пет месеци генерисала 1.630 kWh наизменичне струје коришћењем само 44 модула на фасади. Овај успех истиче зашто правилно вентилирање између панела чини такву разлику у стабилној производњи енергије. Ако погледамо садашње тенденције, скоро 38% свих нових инсталација сада користи бифацијалне модуле. Тест локација у Роскилдеу, у Данској, нуди конкретне доказе овог користа. Вентилатори BIPV системи тамо постижу однос корисности од 0,92 у односу на само 0,85 код сличних система без вентилације.
Projektovanje BIPV prozirnih fasadnih panela sa ugradjenim fotonaponskim elementima predstavlja pravi izazov za arhitekte, jer moraju da pronađu optimalnu tačku između propuštanja dovoljne količine prirodne svetlosti i proizvodnje dovoljne količine električne energije. Kada zgrade imaju veću transparentnost od 30 do 50 posto u kancelarijskim prostorijama, one značajno poboljšavaju dnevno osvetljenje, ali gube oko 15 do 25 posto u efikasnosti fotonaponskih panela u poređenju sa uobičajenim solidnim solarnim panelima, prema istraživanju objavljenom u časopisu Nature prošle godine. Međutim, iz jedne parametarske studije iz 2023. godine iznijeli su se neki zanimljivi zaključci. Istraživači su otkrili da se ovaj jaz u efikasnosti može smanjiti za otprilike 27 posto kroz prilagođavanje dizajna fasada. Postigli su to tako što su strategijski rasporedili panele uzimajući u obzir promene upadnog sunčevog zračenja tokom godišnjih doba, a da pri tom unutrašnja osvetljenost ostane ravnomerna.
Nove rešenja integrišu elektrohromsko staklo sa mikro praćenjem fotonaponskih ćelija koje prilagođavaju prozirnost (opseg 10–70%) i uglove nagiba (±15°) u skladu sa stvarnim vremenskim prilikama i obrascima korišćenja. Prema testiranju prototipa u skandinavskim kancelarijskim uslovima, ovi sistemi održavaju 80% osnovnog energetskog prinosa, dok udvostručuju autonomiju dnevne svetlosti u oblačnim klimama.
Dok europske fasade kancelarija sa 40% prozirnošću prosečno proizvode 120 kWh/m²/god—što je dovoljno za 30–35% energetskih potreba zgrade—njihovi potpuno neprozirni alternativni moduli generišu 190 kWh/m²/god. Međutim, napredni optički premazi sada omogućavaju modulima sa 60% prozirnosti da postignu 85% prinosa energije kao kod neprozirnih panela, time se smanjuje jaz između estetskih ambicija i ciljeva nulte neto potrošnje energije.
Код израде комбинованих фасада од интегрисаног фотоволтајског стакла са системима двоструке фасаде, ствара се врста сарадње која заправо побољшава количину енергије која се производи, као и начин на који зграде управљају топлотом и светлошћу. Простор између два слоја стакла у овим двоструким фасадама делује као изолација, чиме се смањује нагомилавање топлоте у соларним панелима за око 6 до 25 процената, у зависности од локације зграде. Хладнији панели такође значе бољу производњу електричне енергије, јер свако смањење температуре за 10 степени по Целзијусу може да повећа ефикасност за 1 до 2%. Недавна студија из 2024. године која је испитивала перформансе материјала показала је да зграде са овим комбинованим системом у умереним климама током године производе отприлике 12 до 18% више енергије у односу на само обичне BIPV системе. За пројектанте који желе да одрже модеран и чист изглед зграде, ова комбинација такође нуди додатни простор иза стакла који олакшава одржавање и помаже у контроли протока ваздуха кроз зграду.
Савремене BIPV-DSF конфигурације користе адаптивне стратегије хибридне вентилације како би се избалансирала соларна топлотна добит и унутрашњи комфор. Анализа из 2023. године небодера у Хефеију, Кина, показала је да управљање динамичним протоком ваздуха у BIPV-DSF системима смањује оптерећење хлађења за 52,2% годишње у поређењу са алтернативама са једноструком фасадом. Кључне иновације укључују:
Студије показују да ови системи смањују интензитет употребе енергије (EUI) за око 28 до 34 kWh по квадратном метру годишње у канцеларијским зградама средње висине, према европским стандардима паметних зграда из 2025. године. Ипак, и даље постоје неки проблеми у вези са постизањем праве брзине ваздуха за различите температуре панела. Срећом, ствари се поправљају захваљујући новим предиктивним алгоритмима управљања који омогућавају зградама да праве тренутне прилагодбе. То значи већи комфор за људе унутар зграде, али и максимални излазни електрични капацитет истовремено.
Фасаде од БИФП стакла користе се и у циљу естетике и за производњу енергије у зградама. Оне интегришу фотоволтаичне соларне ћелије у градитељске материјале, обезбеђујући електричну енергију и истовремено одржавајући визуелно угодан дизајн.
Fasade sa ugrađenim fotonaponskim panelima (BIPV) obično imaju efikasnost pretvaranja sunčeve energije u električnu od 12 do 16 procenata kada su vertikalno postavljene, što je niže u odnosu na tradicionalne solarne panele na krovovima. Međutim, napretci poput bifacijalnih modula i poboljšanih materijala značajno su povećali njihovu efikasnost.
BIPV fasade doprinose održivosti gradova smanjenjem zavisnosti od elektroenergetskog sistema, smanjenjem emisije ugljen-dioksida i obezbeđenjem bolje termalne regulacije. One takođe ublažavaju efekat gradske toplotne ostrve i omogućavaju bržu isplativost u poređenju sa samostalnim solarnim instalacijama.
Polutransparentni BIPV moduli optimizuju dnevnu svetlost time što propuštaju određeni procenat vidljive svetlosti kroz sebe, istovremeno proizvodeći električnu energiju. Prilagođavanjem gustine solarnih ćelija, arhitekti mogu postići optimalnu količinu dnevne svetlosti i vizuelni komfor unutar zgrada.
Да, фасаде са интегрисаним фотоволтаицима (BIPV) подложне су променама временских прилика, што може утицати на њихову продукцију енергије. Упркос томе, у условима слабе осунчаности, углавном имају бољи учинак у односу на уобичајене силицијумске панеле.
Hot News2025-02-25
2024-11-27
2024-12-17
EN
