Зграде са интегрисаним фотоволтаичним (БИПВ) стакленим фасадама почеле су као лепе декорације када су први пут доспеле на тржиште 90-их, али сада постају озбиљни енергетски системи. У почетку су архитекти углавном користили те соларне ћелије као акценте на зградама уместо да се ослањају на њих за стварну производњу енергије. Али ствари су се промениле око 2015. године. Тада су побољшања у технологији омогућила овим стакленим БИПВ модулима да конвертују сунчеву светлост у електричну енергију у стопима од 12 до 16 одсто, а истовремено пуштају око 30 до 50 одсто видљиве светлости, према недавној студији коју је објавио Фронтиерс у одрживим градовима Најновије верзије ових система заправо заменјају традиционалне завесе у многим зградама данас. Неки импресивни пројекти широм Европе показују да ове модерне инсталације генеришу око 120 киловатчаса на квадратни метар сваке године у канцеларијским зградама. Да би се то показало у перспективи, ова количина енергије може покрити око 35 посто онога што је потребно већини зграда за грејање, вентилацију и климацију.
Модерно БИПВ стручно стакло пружа троструке предности:
2025 Прегледи обновљивих извора енергије анализа је показала да BIPV модернизација у урбаним канцеларијама постиже 19% бржи поврат прихода од инвестиција него самосталне соларне панеле због користи од замене материјала. Технологија такође адресира ефекте градског топлотног острва, са фасадама интегрисаним у ПВ који показују смањење површинске температуре од 3 до 5 ° Ц у поређењу са конвенционалним стаклом у летњим условима.
На полупрозрачним фасадама од стакла за електричну енергију БИПВ-а налазе се или распоредне соларне ћелије или танки слојеви филмова, који пропуштају око 15 до 40 посто видљивог светла, а истовремено производе електричну енергију. Ова комбинација решава питање са којим се многи архитекти боре када дизајнирају канцеларије, како да се унесе довољно природног светлости без допуштања да се унутра повећа топлота. Истраживање објављено прошле године у Материјал Сциенце погледао ове СТПВ модуле са вакуумским стаклама и открио да су имали СОК коефицијент добитка топлоте између 0,28 и 0,35. То је заправо 42 одсто боље од нормалних двоструких стакла. У исто време, успевају да генеришу између 80 и 120 вати по квадратном метри. Када архитекти прилагоде густину ћелија у различитим деловима кућне обвитке, они могу заправо створити занимљиве светлостне обрасце који задовољавају захтеве ЕН 17037 за дневно осветљење у подручјима близу ивици зграда које се крећу чак шест метара од спољних зидова.
Модерни СТПВ системи постижу оптималну равнотежу кроз три кључна параметра:
Адаптивни СТПВ системи са електрохромским интерлајерима показују смањење употребе жалузија за 68% у поређењу са статичким решењима, према 12 мјесечном теренском испитивању ЕУ у 15 канцеларијских зграда.
Метрике перформанси за СТПВ фасаде сада комбинују енергетски износ са индикаторима центрисаним на становнике:
| Метричка | Балансна вредност | Инструмент за мерење |
|---|---|---|
| Аутономија дневне светлости (ДА) | ≥ 50% у 75% површине пода | Симулације засноване на зрачењу |
| Однос јединственности | 0.4–0.7 | Лукс метри на висини од 0,8 м |
| Стабилност излаза ФВ | <15% варијација између сезона | Микроинвертори са ИОТ-ом |
А 2024 Истраживање енергије зграде овај документ показује како канцеларијски блокови са оптимизованим СТПВ фасадама постижу 32% већу аутономију дневне светлости од конвенционалног стакла, док одржавају 85% капацитета генерације енергије непрозорног БИПВ-а кроз интелигентне подешавања односа прозора према зиду (WWR).
Када је реч о BIPV фасадама, они обично постижу 12 до 18 одсто ефикасности конверзије сунчевих енергије када су постављени вертикално. То је заправо ниже од онога што видимо из фотоелектричких система на крововима, који се обично крећу између 15 и 22 одсто. Зашто је то другачије? Па, у основи, зато што вертикалне површине не ухвате сунчеву светлост под истим углом као хоризонталне. Али постоји нада! Бифацијални модули могу помоћи да се поврати скоро 19 посто изгубљене ефикасности захваљујући одражаној светлости која се одбија од околних зграда. И ствари су у последње време још боље захваљујући побољшањима у технологији танког филма кадмијум-телтурида. Ови нови развој значи да вертикалне инсталације сада производе око 84 одсто онога што би оптимално угловане панеле генерисале у градским окружењима. Довољно импресиван напредак с обзиром на то где смо почели само пре неколико година.
Фасаде БИПВ-а усмерене на југ обично производе око 14% више енергије годишње у поређењу са онима усмереним на исток или запад у централној Европи. Међутим, многе савремене зграде сада укључују панеле у више правца како би се изгладиле свакодневне флуктуације у производњи енергије. Добивање сенка од самог почетка је такође супер важно, јер лоше планирање може довести до губитка око 30% потенцијалне производње. Размислите о томе на овај начин: само блиске зграде могу смањити соларну производњу за било где између 18 и 24% у густо насељеним градским подручјима. Када је реч о управљању различитим временским условима, БИПВ стакло се такође истиче. Ови панели раде са око 80% ефикасности чак и када сунчева светлост падне на 200 Вт по квадратном metru, што је боље од обичних силицијумских панела који обично паду између 65 и 70% у сличним условима слабине.
Истраживање спроведено 2024. године размотрило је 47 канцеларијских зграда широм Европе опремљених BIPV фасадама и утврдило да су у просеку произвеле око 120 киловат сати по квадратном metru сваке године. Међутим, бројке су се прилично разликовале - зграде у северној Скандинавији су успевале само око 85 кВтц/м2, док су оне на југу у Медитерану достигле 158 кВтц/м2. На кампусу за високу технологију у Аиндховену, инжењери су такође постигли импресивне резултате. Њихова инсталација је произвела 1.630 кВтц променљиве енергије од само 44 фасадна модула само за пет месеци. Овај успех истиче зашто правилна вентилација између панела чини такву разлику за доследну производњу енергије. Ако погледамо трендове, скоро 38% свих нових инсталација сада користи бифациалне модуле. Пробано место у Роскилдеу, Данска, пружа конкретан доказ о овој користи. Вентилисани БИПВ системи имају однос перформанси од 0,92 у поређењу са само 0,85 за сличне системе без вентилације.
Проектирање BIPV фасада за стручно стакло представља прави изазов за архитекте који морају да пронађу сладољубиву тачку између пуштања довољно природног светла и генерисања адекватне електричне енергије. Када зграде имају веће стопе транспарентности око 30 до 50 посто у канцеларијским просторима, дефинитивно добијају боље дневне светлости, али жртвују око 15 до 25 посто у ФВ ефикасности у поређењу са редовним чврстим соларним панелима према истраживању објављеном прошле године у Nature. Међутим, неки занимљиви налази су дошли из параметричке моделне студије из 2023. године. Истраживачи су открили да би прилагођавање дизајна фасаде могло да смањи јаз у ефикасности за око 27 посто. То су постигли тако што су панел стратегијски распоредили како би се свјетлост сунца мењала током сезона и да би се одржало равномерно осветљење у свим унутрашњим просторима.
Усавршавају се електрохромско стакло са фотоволтајским ћелијама са микро-праћењем које прилагођавају транспарентност (размај 1070%) и углови нагиба (± 15°) у одговору на временске и обимне обрасце за насељавање у реалном времену. Ови системи одржавају 80% износ енергије у основном реду, док удвостручују аутономију дневне светлости у облачној клими, према тестирању прототипа у скандинавским канцеларијским окружењима.
Док европске канцеларијске фасаде са прозрачношћу од 40% у просеку 120 кВтцх/м2/годинудостало је за 3035% енергетских потражњи зграде њихови потпуно непрозорни колеги генеришу 190 кВтцх/м2/годину. Међутим, напредни оптички премази сада омогућавају модулима са 60% прозрачности да постигну 85% непрозорних панелних приноса, смањујући јаз између естетских тежње и циљева за нулу.
Када се интегрисане фотоволтаичке стаклене фасаде зграде комбинују са системом фасаде са двоструком кожом, они формирају врсту партнерства која заправо побољшава и количину генерисане енергије и начин на који зграде управљају топлотом и светлошћу. Пространство између два слоја стакла у овим фасадама са двоструком коже ради као изолација, смањујући топлоту у соларним панелима за око 6 до 25 посто у зависности од локације зграде. Хладнији панели такође значију бољу производњу електричне енергије, јер сваки пад температуре од 10 степени Целзијуса може повећати ефикасност за око 1 до 2%. Недавна студија која је гледала на перформансе материјала још 2024. године открила је да зграде са овим комбинованим системом у умереним климама производе отприлике 12 до 18% више енергије током године него само обичне БИПВ поставке. За дизајнере који желе да њихове зграде буду модерне и чисте, овај распоред им такође даје додатни простор иза стакла који олакшава одржавање и помаже у контроли ваздушног пролаза кроз зграду.
Модерне БИПВ-ДСФ конфигурације користе адаптивне хибридне стратегије вентилације како би се уравнотежили добитак топлоте од сунца и удобност у затвореном простору. Анализа канцеларијских куља у Хефеју, Кина, из 2023. године открила је да је динамичко управљање протоком ваздуха у системима БИПВ-ДСФ смањило оптерећење хлађивањем за 52,2% годишње у поређењу са алтернативама са једном коже. Кључне иновације укључују:
Студије показују да ови системи смањују интензитет употребе енергије (ЕУИ) за око 28 до 34 кВтц на квадратни метар сваке године у средњим канцеларијским зградама у складу са стандардима интелигентних зграда ЕУ од 2025. године. Ипак, постоје неке препреке када је реч о добијању одговарајућих стопа проток ваздуха за различите температуре панела. Али ствари се побољшавају захваљујући новим алгоритмима за предвиђање контроле који омогућавају зградама да се одмах прилагоде. То значи бољу удобност за људе у кући, а истовремено и максимално смањење снаге.
БИПВ фасаде за стручно стакло се користе и за естетске сврхе и за производњу енергије у зградама. Они интегришу фотоволтајне соларне ћелије у грађевинске материјале, пружајући електричну енергију док одржавају визуелно привлачан дизајн.
БИПВ фасаде обично имају ефикасност конверзије сунчевих панела од 12 до 16 посто када су постављене вертикално, што је ниже од традиционалних соларних панела на крову. Међутим, напредак као што су бифацијални модули и побољшани материјали значајно су побољшали њихову ефикасност.
БИПВ фасаде доприносе урбаној одрживости смањењем зависности од енергетске мреже, смањењем емисије угљеника и обезбеђивањем боље топлотне регулације. Они такође ублажавају ефекте урбаног топлотног острва и нуде бржи повратак инвестиција у поређењу са самосталним соларним панелима.
Полупрозрачни БИПВ модули оптимизују дневну светлост тако што дозвољавају пролазак процената видљиве светлости док генеришу електричну енергију. Поредовањем густине соларних ћелија, архитекти могу постићи оптимално дневно светло и визуелну удобност унутар зграда.
Да, фасаде БИПВ-а су под утицајем временских промена, што може утицати на њихов принос енергије. Упркос томе, они углавном раде боље од редовних силицијумских панела у условима ниског сунчевог осветљења.
Топла вест2025-02-25
2024-11-27
2024-12-17
EN
