BIPV: بیش از ماژول های خورشیدی

PV یکپارچه ساختمان به عنوان مکانی توصیف شده است که محصولات PV غیررقابتی در تلاش برای رسیدن به بازار هستند.بیورن راو، مدیر فنی و معاون PVcomB می‌گوید، اما این ممکن است منصفانه نباشد.

Helmholtz-Zentrum در برلین، که معتقد است حلقه گمشده در استقرار BIPV در تقاطع جامعه ساختمان، صنعت ساخت و ساز و تولیدکنندگان PV قرار دارد.

از مجله PV

رشد سریع PV در دهه گذشته به بازار جهانی حدود 100 GWp نصب شده در سال رسیده است، به این معنی که سالانه حدود 350 تا 400 میلیون ماژول خورشیدی تولید و فروخته می شود.با این حال، ادغام آنها در ساختمان ها هنوز یک بازار خاص است.بر اساس گزارش اخیر پروژه تحقیقاتی اتحادیه اروپا Horizon 2020 PVSITES، تنها حدود 2 درصد از ظرفیت نصب شده PV در پوسته های ساختمان در سال 2016 ادغام شد. این رقم ناچیز به ویژه وقتی در نظر بگیریم که بیش از 70 درصد انرژی مصرف می شود، قابل توجه است.تمام CO2 تولید شده در سراسر جهان در شهرها مصرف می شود و تقریباً 40 تا 50 درصد از کل انتشار گازهای گلخانه ای از مناطق شهری است.

برای مقابله با این چالش گازهای گلخانه ای و ترویج تولید برق در محل، پارلمان و شورای اروپا دستورالعمل 2010/31/2010 اتحادیه اروپا را در مورد عملکرد انرژی ساختمان ها معرفی کردند که به عنوان "ساختمان های انرژی نزدیک به صفر (NZEB)" تصور می شود.این دستورالعمل برای تمام ساختمان‌های جدیدی که قرار است پس از سال 2021 ساخته شوند، اعمال می‌شود.

هیچ اقدام خاصی برای دستیابی به وضعیت NZEB مشخص نشده است.صاحبان ساختمان ها می توانند جنبه های بهره وری انرژی مانند عایق کاری، بازیابی حرارت و مفاهیم صرفه جویی در مصرف انرژی را در نظر بگیرند.با این حال، از آنجایی که تعادل انرژی کلی یک ساختمان هدف نظارتی است، تولید انرژی الکتریکی فعال در داخل یا اطراف ساختمان برای برآورده کردن استانداردهای NZEB ضروری است.

پتانسیل ها و چالش ها

شکی نیست که اجرای PV نقش مهمی در طراحی ساختمان‌های آینده یا مقاوم‌سازی زیرساخت‌های ساختمانی موجود خواهد داشت.استاندارد NZEB نیروی محرکه ای در دستیابی به این هدف خواهد بود، اما نه به تنهایی.فتوولتائیک مجتمع ساختمانی (BIPV) می تواند برای فعال کردن مناطق یا سطوح موجود برای تولید برق استفاده شود.بنابراین، هیچ فضای اضافی برای آوردن PV بیشتر به مناطق شهری مورد نیاز نیست.پتانسیل برق پاک تولید شده توسط PV یکپارچه بسیار زیاد است.همانطور که موسسه بکرل در سال 2016 دریافت، سهم بالقوه تولید BIPV در کل تقاضای برق بیش از 30 درصد در آلمان و برای کشورهای جنوبی (مثلا ایتالیا) حتی حدود 40 درصد است.

اما چرا راه‌حل‌های BIPV هنوز نقشی حاشیه‌ای در تجارت خورشیدی دارند؟چرا تاکنون به ندرت در پروژه های ساختمانی مورد توجه قرار گرفته اند؟

برای پاسخ به این سؤالات، مرکز تحقیقات هلمهولتز-زنتروم آلمان برلین (HZB) سال گذشته با سازماندهی یک کارگاه آموزشی و برقراری ارتباط با سهامداران از همه حوزه های BIPV، تجزیه و تحلیل تقاضا را انجام داد.نتایج نشان داد که کمبود فناوری فی نفسه وجود ندارد.

در کارگاه HZB، بسیاری از افراد صنعت ساخت و ساز که در حال اجرای پروژه های ساخت و ساز یا نوسازی جدید هستند، اذعان کردند که شکاف های دانشی در مورد پتانسیل BIPV و فناوری های پشتیبانی کننده وجود دارد.اکثر معماران، برنامه ریزان و صاحبان ساختمان به سادگی اطلاعات کافی برای ادغام فناوری PV در پروژه های خود ندارند.در نتیجه، محفوظات زیادی در مورد BIPV وجود دارد، مانند طراحی جذاب، هزینه بالا و پیچیدگی بسیار زیاد.برای غلبه بر این تصورات نادرست ظاهری، نیازهای معماران و صاحبان ساختمان‌ها باید در خط مقدم باشد و درک اینکه این سهامداران چگونه به BIPV نگاه می‌کنند باید در اولویت باشد.

تغییر طرز فکر

BIPV از بسیاری جهات با سیستم های خورشیدی معمولی روی پشت بام متفاوت است، که نه به تطبیق پذیری و نه در نظر گرفتن جنبه های زیبایی نیاز دارند.اگر محصولات برای ادغام با عناصر ساختمانی توسعه داده شوند، تولیدکنندگان باید در مورد آن تجدید نظر کنند.معماران، سازندگان و ساکنان ساختمان در ابتدا انتظار عملکرد معمولی در پوسته ساختمان را دارند.از دیدگاه آنها، تولید برق یک ویژگی اضافی است.علاوه بر این، توسعه دهندگان عناصر BIPV چند منظوره باید جنبه های زیر را در نظر بگیرند.

- توسعه راه حل های سفارشی مقرون به صرفه برای عناصر ساختمانی فعال خورشیدی با اندازه، شکل، رنگ و شفافیت متغیر.

- توسعه استانداردها و قیمت های جذاب (به طور ایده آل برای ابزارهای برنامه ریزی تاسیس شده، مانند مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM).

- ادغام عناصر فتوولتائیک در عناصر نمای جدید از طریق ترکیبی از مصالح ساختمانی و عناصر مولد انرژی.

- انعطاف پذیری بالا در برابر سایه های موقت (محلی).

- پایداری طولانی مدت و تخریب پایداری بلند مدت و توان خروجی و همچنین پایداری طولانی مدت و تخریب ظاهر (مثلاً ثبات رنگ).

- توسعه مفاهیم نظارت و نگهداری برای انطباق با شرایط خاص سایت (در نظر گرفتن ارتفاع نصب، جایگزینی ماژول های معیوب یا عناصر نما).

- و رعایت الزامات قانونی مانند ایمنی (از جمله حفاظت در برابر آتش)، قوانین ساختمان، کدهای انرژی و غیره.