rozstąpione morze zakorzeniony w panoramie ... - Świat Architektury

• rodzaju materiału laminującego ogniwa,
• rodzaju przedniej i tylnej obudowy modułu,
• okablowania i systemu złączy elektrycznych,
• mocy modułu.
Najbardziej popularnym materiałem
ogniw jest krzem krystaliczny. Monokrystaliczne
(m-Si) i polikrystaliczne (p-Si) ogniwa
osiągają najwyższe sprawności energetyczne
rzędu 11-20%. Zalaminowane w transparentnej
folii termoplastycznej (EVA, PVB) lub
płynnej żywicy obudowane są z obu stron
szkłem (moduły typu szkło-szkło) lub szkłem
i materiałem polimerowym (laminaty szkło-
-folia). Ogniwa można zintegrować z wieloma
rodzajami szkła budowlanego, np. izolacyjnym,
laminowanym, antywłamaniowym,
kuloodpornym, a nawet giętkim. Szklany
moduł może też zastąpić zewnętrzną taflę
szkła w szybach zespolonych. Szczególnie
atrakcyjne dla zastosowań architektonicznych
są materiały semitransparentne. Światło
przedostaje się przez wolne przestrzenie
pomiędzy rozstawionymi ogniwami, które
z natury są nieprzezroczyste, ale można je
dodatkowo perforować. Transparentność
szklanego modułu zazwyczaj kształtuje się
na poziomie 5-30%. Standardowo produkowane
w formie prostokątów moduły mogą
mieć też inne kształty. Wymiary są takie
same, jak dla zwykłego szkła budowlanego.
Niektórzy dostarczają większe elementy
zbudowane z kilku bazowych modułów
– tzw. patchworki.
Inną grupę ogniw stanowią materiały
cienkowarstwowe – głównie krzem amorficzny
(a-Si) i selenek indowo-miedziowy (CIS).
Ogniwa tego typu w trakcie produkcji osadzane
są na specjalnym podłożu, a następnie
zalaminowane z drugą warstwą obudowy.
Materiałem nośnym może być szkło, giętkie
taśmy stalowe lub plastikowe. Pomimo niższych
sprawności energetycznych (5-13%)
moduły cienkowarstwowe są szczególnie
korzystne dla integracji z budynkiem. Lekkie,
cienkie, mogą być częściowo transparentne
i przybierać zakrzywione kształty, dobrze
funkcjonują w gorszych warunkach nasłonecznienia.
Rewolucji na rynku materiałów BiPV
dokonały giętkie laminaty Uni-Solar ® z trójzłączowymi
ogniwami a-Si. Cienki, rolowany
materiał jest półproduktem, który wykorzystują
producenci materiałów budowlanych,
trwale łącząc go za pomocą specjalnych substancji
klejących ze swoim standardowym
materiałem – blachą (stalową, aluminiową,
cynkowo-tytanową), płytą warstwową, tworzywem
sztucznym, materiałem bitumicznym,
kompozytowym.
Przykładowe materiały BiPV dostępne
na rynku komercyjnym:
• szkło fotowoltaiczne OPTISOL ® , prod.
Scheuten Solar,
• membrana dachowa EVALON ® Solar,
prod. Alwitra,
• płyta warstwowa METENERGY ® , prod.
Metecno Industrie,
• blacha aluminiowa Kalzip ® AluPlusSolar,
prod. Corus Bausysteme,
• dachówka C21 Solar Roof Tile, prod.
Solarcentury.
METODY INTEGRACJI
Projektowanie systemów BiPV jest procesem
złożonym i skomplikowanym, łączy
bowiem aspekty techniczne, funkcjonalne,
estetyczne, prawne, finansowe i wiele innych.
Osiągnięcie odpowiedniego rezultatu
wymaga wiedzy i synergii działań specjalistów
różnych branż, najlepiej już na etapie
planowania i projektowania inwestycji. Dla
architektów szczególnie ważne są aspekty
estetyczne i konstrukcyjne, dlatego mogą
oni preferować pewne rozwiązania dotyczące
doboru materiałów czy sposobu ich
integracji. Jednak w każdym przypadku BiPV
to urządzenia elektryczne, które dla sprawnego
funkcjonowania wymagają spełnienia
konkretnych warunków.
Każda powierzchnia skóry budynku, dobrze
wyeksponowana na działanie promieni
słonecznych, może być miejscem dla integracji
systemu fotowoltaicznego. Ilość wygenerowanej
przez moduły energii zależy od
ich orientacji i nachylenia względem słońca,
co wiąże się z odpowiednim ukształtowaniem
solarnej powłoki. Optymalne warunki
zapewni orientacja w stronę równika, ale
niewielkie odchylenia w kierunku zachodnim
lub wschodnim będą również korzystne. Nachylenie
powierzchni recepcyjnej modułów
pod kątem odpowiadającym szerokości geograficznej
lokalizacji budynku pozwoli lepiej
wykorzystać promieniowanie bezpośrednie
(najważniejsze dla konwersji PV). Należy
pamiętać, że zyski energii solarnej ulegają
zmianom w cyklu dobowym i sezonowym.
Cień i wysoka temperatura to czynniki
redukujące efektywność energetyczną systemu
fotowoltaicznego. Zacienienia ogniw,
nawet częściowego, należy unikać. Wymaga
to zwrócenia uwagi na sąsiedztwo innych
budynków, zieleni, instalacji technicznych,
ale też na konstrukcję samej powłoki BiPV.
Cień może być spowodowany osadzającym
się na powierzchni modułu brudem czy zalegającym
śniegiem, nachylenie struktury ułatwi
jej samooczyszczanie. Najmniej czułe na
cień są materiały cienkowarstwowe, bardzo
dobrze wykorzystujące światło rozproszone.
Parametry modułów optymalizowane są
dla warunków standardowych, które zakładają
temperaturę +25 °C. W praktyce ogniwa
pracują w znacznie wyższych temperaturach,
co powoduje spadek ich wydajności.
• Zadaszenie BiPV. SMA SOLAR TECHNOLOGY AG, Niestetal
• Szklany dach BiPV. Akademia Mont-Cenis, Herne
86 87