rozstąpione morze zakorzeniony w panoramie ... - Świat Architektury

• Semitransparentne okna i nachylona szklana
struktura BiPV. SCHEUTEN SOLAR, Gelsenkirchen
• Szklana fasada BiPV (widok z wnętrza).
SMA SOLAR TECHNOLOGY AG, Niestetal
Problem dotyczy w szczególności materiałów krystalicznych. Przy
wyborze tej technologii najkorzystniejsze dla integracji są zatem
konstrukcje wielowarstwowe, wentylowane. Przepływ powietrza
chłodzi wówczas moduły, zapobiegając jednocześnie nadmiernemu
nagrzewaniu się całej przegrody.
Możliwości integracji jest wiele. BiPV wykorzystuje się zarówno
w nowo projektowanych budynkach, jak i tych istniejących, nawet
o charakterze historycznym (np. w ramach rewitalizacji, termomodernizacji).
Ogólnie techniki konstrukcyjne mogą polegać na:
nałożeniu, zastąpieniu lub bezpośrednim połączeniu materiałów
fotowoltaicznych z elementami powłoki. Preferowane są rozwiązania,
które pozwolą w harmonijny sposób połączyć funkcje energetyczne
z projektem architektonicznym.
Miejscem najczęściej wykorzystywanym dla instalacji fotowoltaicznych
są dachy. Znaczący potencjał powierzchni oferują budynki
halowe (fabryki, centra komercyjne, magazyny itp.), których płaskie
przekrycia zapewniają dużo wolnego miejsca i dobre warunki. Na
rozległych płaszczyznach instalowane są nawet dziesiątki tysięcy
modułów. Interesującym rozwiązaniem dla płaskich dachów jest lekka,
rolowana polimerowa membrana BiPV, po której można chodzić.
Dobre zyski energii solarnej zapewniają dachy spadziste, których
konstrukcja determinuje nachylenie i orientację modułów
PV. W praktyce bardzo często wykorzystuje się odpowiednio
zorientowane połacie dachowe budynków mieszkalnych, w sektorze
industrialnym konstrukcje szedowe. Na rynku komercyjnym
pojawiło się wiele materiałów oraz systemów mocujących – od
małych dachówek, gontów, łupków solarnych po elementy dużego
formatu typu blachy dachowe, izolowane płyty warstwowe itd. BiPV
mogą tworzyć wodoszczelne pokrycie dachu, wówczas w zależności
od zastosowanej technologii układane są np. na zakładkę lub
osadzane w plastikowej obudowie z listwami maskującymi. Innym
rozwiązaniem jest mechaniczne przytwierdzenie modułów PV do
istniejącego pokrycia za pomocą specjalnych szyn montażowych,
haków, klipsów, wsporników itp.
W konstrukcjach transparentnych typu atria, świetliki czy szklane
zadaszenia zazwyczaj bez problemu można zastąpić konwencjonalne
panele semitransparentnym modułem. Struktury zawieszone nad
głową (nawet dużej powierzchni szklane fasady) wymagają zastosowania
specjalnych materiałów z laminowanym szkłem bezpiecznym.
Niezależnie od metody integracji i rodzaju konstrukcji dachu należy
zapewnić do niego dostęp, jak również swobodny odpływ wody
opadowej oraz usuwanie śniegu.
W ostatnich latach rośnie liczba fasadowych instalacji BiPV.
Dobrze widoczne dla obserwatora wymagają dużej staranności
wykonania i odpowiednich rozwiązań technicznych, tym bardziej że
często wykorzystywane są do celów marketingowych lub edukacyjnych.
Różnego rodzaju struktury będą odpowiednie dla integracji
z modułami PV. Wszystkie muszą być właściwie zorientowane
w stronę słońca i wolne od cienia. Większość zewnętrznych ścian
stanowią wertykalne konstrukcje, które nie są idealne z punktu
widzenia zysków solarnych. Ich wady kompensuje wielofunkcyjność
fotowoltaicznej przegrody. Nachylenie całej struktury pozwala
lepiej wykorzystać promieniowanie słoneczne, zarówno w sposób
aktywny, jak i pasywny, dlatego mimo wyższych kosztów budowy
jest to korzystne rozwiązanie, chętnie stosowane. W nowoczesnych
powłokach o coraz bardziej wyszukanych kształtach czasami zaciera
się granica pomiędzy ścianą a dachem. Integracja ze strukturą
zakrzywioną jest skomplikowana z uwagi na różne kąty nachylenia
modułów, ale możliwa do wykonania. Nowej generacji materiały
BiPV, takie jak giętkie laminaty na taśmach stalowych czy plastiku,
mogą być stosowane na powierzchniach każdego kształtu, nawet
wklęsłych czy wypukłych.
Najprostszą metodą wykorzystania modułów PV na fasadach
jest ich użycie w roli zewnętrznej okładziny w konstrukcjach wentylowanych.
Tak jak w zwykłych systemach ścian osłonowych, mocuje
się je na lekkiej podkonstrukcji. Cyrkulacja powietrza w pustej
przestrzeni chłodzi moduły, zwiększając ich wydajność, zapobiega
kondensacji wilgoci. Najczęściej stosuje się laminaty typu szkłofolia
z ogniwami krystalicznymi, choć ostatnio popularne stają się
też szklane okładziny (a-Si, CIS). Mogą pokrywać całe powierzchnie
ścian lub ich mniejsze fragmenty, np. pasy między kondygnacjami.
W fasadach ciepłych, pełniących funkcję izolacji termicznej,
wykorzystuje się różnego typu materiały BiPV, nieprzezroczyste i częściowo
transparentne. Mogą to być nowoczesne płyty warstwowe
zintegrowane z cienkowarstwowym laminatem fotowoltaicznym lub
szklane moduły o złożonej, wielowarstwowej konstrukcji (szyby zespolone,
szkło izolacyjne itd.). W strukturach ciepło-zimnych moduły
PV mogą być użyte zarówno w oknach, jak i w postaci spandreli.
Jednym z najczęściej stosowanych systemów fasadowych
są konstrukcje słupowo-ryglowe, gdzie materiały BiPV tworzą
wypełnienie aluminiowego szkieletu. Z kolei w fasadach strukturalnych
moduły klejone są na rantach do profili nośnych specjalnym
szczeliwem silikonowym i dodatkowo mocowane mechanicznie ze
względów bezpieczeństwa. W przypadku mocowania punktowego
laminaty przytwierdzane są do znajdującej się z tyłu konstrukcji
nośnej. Niezależnie od wyboru technologii PV i konstrukcji fasady
trzeba pamiętać o takich kwestiach, jak dodatkowe obciążenie (np.
szkło fotowoltaiczne jest zazwyczaj cięższe i grubsze od zwykłego)
czy zabezpieczenie elementów instalacji elektrycznej. Okablowanie
zintegrowane w sposób zapewniający bezpieczeństwo, ochronę od
• Standardowe panele PV na
dachu budynku mieszkalnego
88 89