Ang mga facades ng power glass na Integrated Photovoltaics (BIPV) ay nagsimula bilang mga dekorasyon lamang noong unang ipinakilala sa merkado noong dekada 90, ngunit ngayon ay naging mga seryosong sistema ng enerhiya. Noong una, ang mga arkitekto ay gumagamit ng mga solar cell na ito bilang mga aksen sa mga gusali sa halip na umaasa sa kanila para sa tunay na paggawa ng kuryente. Ngunit nangyari ang pagbabago noong 2015. Noong panahong iyon, ang mga pagpapabuti sa teknolohiya ay nagpahintulot sa mga module ng BIPV na iyon na mag-convert ng liwanag ng araw sa kuryente sa rate na 12 hanggang 16 porsiyento, habang pinapayagan pa rin ang pagdaan ng humigit-kumulang 30 hanggang 50 porsiyento ng nakikitang liwanag ayon sa isang kamakailang pag-aaral na inilathala ng Frontiers in Sustainable Cities. Ang pinakabagong bersyon ng mga sistema na ito ay palitan na nga ng tradisyonal na curtain walls sa maraming gusali ngayon. Ang ilang kamangha-manghang mga proyekto sa Europa ay nagpapakita ng mga modernong instalasyon na nagpapagawa ng humigit-kumulang 120 kilowatt-oras bawat square meter kada taon sa mga gusaling opisina. Para maunawaan ang bilang na ito, ang dami ng enerhiyang ito ay maaaring saklawin ang halos 35 porsiyento ng karaniwang pangangailangan ng karamihan sa mga gusali para sa pag-init, bentilasyon, at air conditioning.
Modernong BIPV power glass ay nagdudulot ng triple-bottom-line advantages:
A 2025 Mga Pagsusuri sa Maaaring Muling Gamiting Enerhiya ang pagsusuri ay nakakita na ang mga BIPV retrofits sa mga opisina sa lungsod ay nakakamit ng 19% na mas mabilis na ROI kaysa sa mga standalone solar arrays dahil sa mga benepisyo ng pagpapalit ng materyales. Tinutugunan din ng teknolohiya ang epekto ng init sa pulo ng lungsod, kung saan ang mga fasada na may PV-integrated ay nagpapakita ng 3–5°C na pagbawas ng temperatura ng ibabaw kumpara sa konbensional na salamin sa mga kondisyon ng tag-init.
Ang semi-transparent na BIPV power glass facades ay may kasamang naka-spaced out na solar cells o thin film layers, na nagpapadaan ng humigit-kumulang 15 hanggang 40 porsiyento ng visible light habang patuloy pa ring nagpoproduce ng kuryente. Ang kombinasyong ito ay naglulutas sa isang karaniwang problema na kinakaharap ng maraming arkitekto sa pagdidisenyo ng mga opisina—kung paano mapapanatili ang sapat na natural na liwanag habang hindi pinapahintulutan ang labis na pagtaas ng init sa loob. Isang pananaliksik na inilathala noong nakaraang taon sa Materials Science ay nag-analisa sa mga STPV module na may vacuum glazing at nakatuklas na ang kanilang Solar Heat Gain Coefficient ay nasa pagitan ng 0.28 at 0.35. Ito ay 42 porsiyento na mas mahusay kaysa sa mga regular na double glazed windows. Sa parehong oras, nagagawa pa rin nilang makagawa ng pagitan ng 80 at 120 watts bawat square meter. Kapag binago ng mga arkitekto ang density ng mga cell sa iba't ibang bahagi ng building envelope, maaari pa nilang likhain ang mga kawili-wiling light patterns na sumasapat sa EN 17037 na mga pamantayan para sa daylighting sa mga lugar malapit sa mga gilid ng gusali, na umaabot pa nang anim na metro mula sa mga panlabas na pader.
Ang mga modernong sistema ng STPV ay nakakamit ng perpektong balanse sa pamamagitan ng tatlong pangunahing parameter:
Ang mga adaptive na STPV system na may electrochromic interlayers ay nagpapakita ng 68% na pagbawas sa paggamit ng blinds kumpara sa static na solusyon, ayon sa isang 12-buwang pagsusuri sa EU sa 15 opisinang gusali.
Ang mga sukatan ng pagganap para sa STPV facades ay kasalukuyang pinagsasama ang energy yield at mga indicator na nakatuon sa mga nakatira:
| Metrikong | Benchmark | Kagamitang Pampagsukat |
|---|---|---|
| Araw na Sariling Kaya (DA) | ≥50% sa 75% ng lugar sa sahig | Mga simulation na nakabase sa Radiance |
| Ratio ng Pagkakapareho | 0.4–0.7 | Meters ng Lux sa taas na 0.8m |
| Kakatigan ng PV Output | <15% pagkakaiba sa iba't ibang panahon | Mga microinverter na may IoT |
A 2024 Pananaliksik sa Enerhiya ng Gusali ang papel ay nagpapakita kung paano nakamit ng mga gusaling opisina na may mga naka-optimize na STPV facades ang 32% mas mataas na daylight autonomy kumpara sa konbensional na salamin, habang pinapanatili ang 85% ng kapasidad ng enerhiya ng opaque BIPV sa pamamagitan ng marunong na pag-aadjust ng window-to-wall ratio (WWR).
Kapag pinag-uusapan ang BIPV power glass facades, karaniwan silang nasa 12 hanggang 18 porsiyentong solar conversion efficiency kapag naka-install nang patayo. Ito ay mas mababa kumpara sa rooftop PV systems na karaniwang nasa 15 hanggang 22 porsiyento. Bakit ganito ang pagkakaiba? Dahil basikong-basiko, ang mga patayong surface ay hindi nakakakuha ng sikat ng araw sa parehong anggulo ng mga horizontal na surface. Pero may pag-asa pa! Ang bifacial modules ay nakakatulong na mabawi ang halos 19 porsiyento ng nawalang efficiency sa pamamagitan ng pagkuha ng reflected light mula sa paligid na mga gusali. At bagong-bago lang, lalo pang umunlad ang sitwasyon dahil sa mga pagpapabuti sa teknolohiya ng cadmium telluride thin film. Ang mga bagong pag-unlad na ito ay nangangahulugang ang mga patayong installation ay ngayon ay nakakagawa ng halos 84 porsiyento ng output na maari ng optimal na nakadirehe na mga panel sa mga pampanglungsod na lugar. Talagang kahanga-hangang pag-unlad kung isasaalang-alang kung saan nagsimula ang lahat ilang taon na ang nakalipas.
Ang mga BIPV na fasad na nakaharap sa timog ay karaniwang nagpro-produce ng humigit-kumulang 14% mas maraming enerhiya taun-taon kumpara sa mga nasa silangan o kanluran sa Gitnang Europa. Gayunpaman, maraming mga modernong gusali ngayon ang nagkakaroon ng mga panel sa maramihang direksyon upang mapakinis ang mga pagbabago sa paglikha ng kuryente araw-araw. Napakahalaga ring tama ang pagkakasukat ng lilim mula pa sa umpisa dahil ang maling pagpaplano ay maaaring magresulta sa pagkawala ng humigit-kumulang 30% ng posibleng output. Isipin ito: ang mga gusali sa paligid ay maaring magbawas ng produksyon ng solar ng anywhere sa 18 hanggang 24% sa mga abala na lugar sa lungsod. Pagdating sa pagharap sa iba't ibang kondisyon ng panahon, ang BIPV na salamin ay nakatayo rin nang maigi. Patuloy na gumagana ang mga panel na ito sa humigit-kumulang 80% na kahusayan kahit kapag bumaba na ang liwanag ng araw sa 200 W kada metro kuwadrado, na mas mataas kaysa sa karaniwang silicon na mga panel na karaniwang bumabagsak sa pagitan ng 65 at 70% sa ilalim ng katulad na mga kondisyon na mahina ang liwanag.
Ang pananaliksik na isinagawa noong 2024 ay tumingin sa 47 opisinang gusali sa buong Europa na may mga BIPV na fachada at natagpuan na nagprodyusilo ng humigit-kumulang 120 kilowatt oras bawat square meter bawat taon sa average. Nag-iba-iba naman ang mga numero - ang mga gusali sa hilagang Scandinavia ay nakagawa lamang ng humigit-kumulang 85 kWh/m² habang ang mga nasa timog sa Mediterranean ay umabot ng halos 158 kWh/m². Sa High Tech Campus sa Eindhoven, nakamit din ng mga inhinyero ang kahanga-hangang resulta. Ang kanilang sistema ay nag-generate ng 1,630 kWh ng AC power mula lamang sa 44 na module ng fachada sa loob ng limang buwan. Ang tagumpay na ito ay nagpapakita kung bakit ang tamang bentilasyon sa pagitan ng mga panel ay nagkakaiba para sa pare-parehong produksyon ng enerhiya. Kung titingnan ang kasalukuyang mga uso, halos 38% ng lahat ng mga bagong instalasyon ay gumagamit na ngayon ng bifacial modules. Ang lugar ng pagsusulit sa Roskilde, Denmark ay nagbibigay ng konkretong ebidensya sa benepisyong ito. Ang ventilated na BIPV sistema doon ay mayroong nakikitang performance ratios na 0.92 kumpara lamang sa 0.85 para sa mga kaparehong sistema na walang bentilasyon.
Ang pagdidisenyo ng BIPV power glass facades ay naghahain ng tunay na hamon sa mga arkitekto na naghahanap ng perpektong punto sa pagitan ng pagpapapasok ng sapat na likas na liwanag at paggawa ng sapat na kuryente. Ayon sa isang pananaliksik noong nakaraang taon na inilathala sa Nature, kapag ang mga gusali ay may mas mataas na rate ng transparensiya na nasa 30 hanggang 50 porsiyento sa mga opisinang espasyo, nakakakuha sila ng mas magandang daylighting ngunit napapahamak ang humigit-kumulang 15 hanggang 25 porsiyentong kahusayan ng PV kumpara sa mga karaniwang solidong solar panel. Gayunpaman, may ilang kawili-wiling natuklasan mula sa isang parametric model study noong 2023. Natuklasan ng mga mananaliksik na ang pagbabago sa disenyo ng facades ay talagang maaaring isara ang puwang ng kahusayan na ito ng humigit-kumulang 27 porsiyento. Nakamit nila ito sa pamamagitan ng maingat na pag-aayos ng mga panel upang isama ang pagbabago ng sikat ng araw sa bawat panahon at mapanatili pa rin ang pantay na pag-iilaw sa lahat ng panloob na espasyo.
Ang mga bagong solusyon ay nagtatagpo ng electrochromic glass at micro-tracking photovoltaic cells na nag-aayos ng transparency (saklaw na 10–70%) at mga anggulo ng pagkiling (±15°) bilang tugon sa real-time na panahon at mga pattern ng pagkakaupo. Pinapanatili ng mga sistemang ito ang 80% ng baseline energy yield habang dinadoble ang daylight autonomy sa mga maulap na klima, ayon sa prototype testing sa mga opisina sa Nordic.
Samantalang ang mga European office facade na may 40% transparency ay may average na 120 kWh/m²/taon—sapat para sa 30–35% ng mga pangangailangan sa enerhiya ng gusali—ang mga fully opaque naman na kapares ay nag-generate ng 190 kWh/m²/taon. Gayunpaman, ang mga advanced optical coatings ay nagpapahintulot ngayon sa mga modyul na may 60% transparency na makamit ang 85% ng yield ng opaque panel, kaya naman pinapalapit ang puwang sa gitna ng mga aspirasyon sa aesthetics at mga layunin para sa net-zero.
Kapag pinagsama ang integrated photovoltaic glass facades sa double skin facade systems, nabuo ang isang uri ng pakikipagtulungan na talagang nagpapabuti sa dami ng enerhiya na nagagawa at kung paano hinihawakan ng gusali ang init at liwanag. Ang espasyo sa pagitan ng dalawang layer ng salamin sa mga double skin facades ay gumagana tulad ng insulation, binabawasan ang pagkolekta ng init sa solar panels ng mga 6 hanggang 25 porsiyento depende sa lokasyon ng gusali. Ang mas malalamig na panel ay nangangahulugan din ng mas mahusay na produksyon ng kuryente dahil ang bawat 10 degree Celsius na pagbaba ng temperatura ay maaaring madagdagan ang kahusayan ng mga 1 hanggang 2 porsiyento. Isang kamakailang pag-aaral noong 2024 tungkol sa pagganap ng mga materyales ay nakatuklas na ang mga gusali na may ganitong pinagsamang sistema sa katamtamang klima ay nakagagawa ng humigit-kumulang 12 hanggang 18 porsiyentong higit na kuryente sa loob ng isang taon kumpara sa mga regular na BIPV setup. Para sa mga designer na nais mapanatili ang moderno at malinis na itsura ng kanilang mga gusali, ang pagkakasunduan na ito ay nagbibigay din sa kanila ng ekstrang espasyo sa likod ng salamin na nagpapagaan sa pagpapanatili at tumutulong sa pagkontrol ng hangin sa loob ng gusali.
Ang mga modernong konpigurasyon ng BIPV-DSF ay gumagamit ng mga estratehiya ng adaptibong hibridong ventilasyon upang balansehin ang solar heat gain at kaginhawaan sa loob ng gusali. Isang pagsusuri noong 2023 tungkol sa mga tore ng opisina sa Hefei, Tsina, ay nagpahiwatig na ang dinamikong pamamahala ng airflow sa mga sistema ng BIPV-DSF ay binawasan ang cooling load ng 52.2% taun-taon kumpara sa mga alternatibo na single-skin. Mahahalagang inobasyon ay kinabibilangan ng:
Nagpapakita ng mga pag-aaral na ang mga sistemang ito ay nakakabawas ng intensity ng paggamit ng kuryente (EUI) ng humigit-kumulang 28 hanggang 34 kWh bawat square meter kada taon sa mga gusaling opisina na katamtaman ang taas ayon sa mga Pamantayan sa Matalinong Gusali ng EU mula 2025. Mayroon pa ring ilang mga balakid bagaman pagdating sa pagkuha ng tamang bilis ng hangin para sa iba't ibang temperatura ng panel. Ngunit nasa itaas ang mga bagay salamat sa mga bagong predictive na algoritmo ng kontrol na nagpapahintulot sa mga gusali na gumawa ng agarang mga pagbabago. Ito ay nangangahulugan ng mas magandang kaginhawaan para sa mga taong nasa loob habang pinapalabas din ang maximum na output ng kuryente nang sabay-sabay.
Ang BIPV power glass facades ay ginagamit para sa parehong estetiko at panghuhugot ng enerhiya sa mga gusali. Pinagsasama nila ang photovoltaic solar cells sa mga materyales ng gusali, nagbibigay ng kuryente habang pinapanatili ang isang magandang disenyo.
Ang mga BIPV facades ay mayroon kadalasang solar conversion efficiency na 12 hanggang 16 porsiyento kapag naka-install nang patayo, na mas mababa kaysa sa tradisyonal na rooftop solar panels. Gayunpaman, ang mga pagsulong tulad ng bifacial modules at pinabuting mga materyales ay lubos na nag-ambag sa kanilang kahusayan.
Ang BIPV facades ay nag-aambag sa urban sustainability sa pamamagitan ng pagbawas ng pag-aangat sa electrical grid, pagbaba ng carbon emissions, at pagbibigay ng mas mahusay na thermal regulation. Binabawasan din nila ang epekto ng urban heat island at nag-aalok ng mas mabilis na return on investment kumpara sa mga standalone solar arrays.
Ang semi-transparent BIPV modules ay nag-o-optimize ng natural na liwanag sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa isang porsiyento ng visible light na dumaan habang naggegenerate ng kuryente. Sa pamamagitan ng pagbabago sa density ng solar cells, ang mga arkitekto ay makakamit ang pinakamahusay na natural na liwanag at kaginhawaan sa paningin sa loob ng mga gusali.
Oo, naapektuhan ng mga pagbabago sa panahon ang mga BIPV facades, na maaaring makaapekto sa kanilang energy yield. Sa kabila nito, karaniwan ay mas mahusay ang kanilang pagganap kaysa sa mga regular na silicon panel sa ilalim ng kondisyon na kakaunti ang sikat ng araw.
Hot News2025-02-25
2024-11-27
2024-12-17
EN
