Technologia BIPV - Wprowadzenie
BIPV (Building Integrated Photovoltaics), to w wolnym tłumaczeniu Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem. W tym przypadku instalacja fotowoltaiczna nie jest dodatkiem, a integralną częścią konstrukcyjną budynku lub szeroko pojętej konstrukcji. Idealny komponent BIPV, nie powinien lub w minimalnym stopniu ingerować w kształt i strukturę budynku. Technologia wykonania fotowoltaicznych elementów zintegrowanych, powinny mieć możliwość wszechstronnego i wielofunkcyjnego zastosowania .
Najczęściej występującym zastosowaniem BIPV są:
- Dachówki Fotowoltaiczne, łączone z klasycznymi materiałami dachowymi
- Fasady z Paneli PV, które są elementami lub nawet zastępują elewację/ zewnętrzne pokrycie budynku
- Wiaty fotowoltaiczne, które wykończenie dachowe są z paneli fotowoltaicznych
- Balkony, balustrady i ogrodzenia, które wykonane są w całości lub w części z elementów fotowoltaicznych
- W zastosowaniu rolniczym i produkcyjnym spotkać można szklarnie wykonane z transparentnych paneli fotowoltaicznych
- W transporcie coraz częściej rozważane są ekrany dźwiękochłonne, wykonane z BIPV
- W szeroko rozumianej architekturze miejskiej fotowoltaika, wykorzystywana jest nawet do chodników czy placów miejskich
Wiele wskazuje na to, że to właśnie zastosowanie BIPV, jest przyszłością rozwoju sektora fotowoltaicznego oraz szerzej zielonej i odnawialnej energii. Przykładem idealne synergii fotowoltaiki i materiału budowlanego jest dachówki fotowoltaiczna kompatybilna z obowiązującymi na rynku standardami. Firma Eterbright stworzyła modułowe rozwiązania dachowe, które są w pełni kompatybilne z dachówkami takich firm jak : Benders, Tejas Borja, BMI Braas czy Edilians.
Budowa BIPV
W przypadku budowania instalacji BIPV, pewne właściwości materiałów i technologii fotowoltaicznych mają szczególne znaczenie. Do porównania posłużą CIGS, HJT i Mono N-type. Kluczowymi właściwościami sprawiającymi w jakiej technologii powinny być wykonane elementy fotowoltaiki zintegrowanej z bydynkami to:
- Wysoka wydajność pod różnymi kątami, w której CIGS jest wyjątkowo mocny.
- Wpływ zacienienia na pracę dachówki fotowoltaiczne, panelu fasadowego, itd.
- Niski współczynnik temperaturowy, dzięki któremu produkcja energii jest wysoka w wysokich temperaturach np. dachy czy fasady nagrzewane w słoneczne dni.
- Efektywna praca w trudnych warunkach np. mgła, zachmurzenie czy zanieczyszczone miejskie powietrze.
Różnice między BIPV a Fotowoltaiką?
Fotowoltaika zintegrowana, jak sama nazwa wskazuje z założenia ma pełnić rolę elementów konstrukcyjnych i budowlanych budynku. Oznacza, to że de facto z paneli fasadowych, dachówek fotowoltaicznych czy szkła z elementami ogniw słonecznych jest zbudowany element czy nawet cała konstrukcja.
Natomiast fotowoltaika w klasycznym wydaniu jest dodatkowym elementem, który nie jest integralną częścią budynku. W przypadku dachu będzie to konstrukcja montowana na jego poszyciu a nie taka, która tworzy dach.
Dodatkowym elementem BIPV jest to, że wiele rozwiązań w tym dachówki Eterbright, są zbieżne z producentami dachówek klasycznych takich jak Benders, Tejas Borja, BMI Braas, Edilians. Oznacza, że normy z sektora budowlanego i materiałów budowlanych są przeniesione do branży fotowoltaicznej, by produkty solarne miały te same właściwości co zwykłe materiały konstrukcyno-budowlane.
W przypadku fotowoltaiki w ujęciu klasycznym branża stosuje własne kryteria a w kontekście budowlane wypełnia jedynie niezbędne minima związane z montażem na i w budynkach.
Farma Fotowoltaiczna – Panele i Dachówki CIGS
Na pierwszy rzut oka BIPV kojarzy się z indywidualnym zastosowaniem np. w postaci dachówki fotowoltaicznej. Jednak elastyczność i możliwość zastąpienia elementami fotowoltaicznymi, klasycznych część budowli pozwala na generowanie znacznych ilości energii. Wieżowiec mieszkalny czy biurowiec wykończony fasadą fotowoltaiczną i szkłem mogącym również produkować energię, w połączeniu z innymi budynkami ma szanse osiągnąć skalę “utility”.
Podobnie nie występujące w miastach farmy fotowoltaiczne, mogą być tworzone z dachów budynków miejskich.
WADY I ZALETY BIPV
- BIPV to technologia solarna, to prawdopodobnie przyszłość fotowoltaiki i zastosowania nowych technologii fotowoltaicznych w budownictwie (np. Perovskite dedykowany do BIPV).
- Normy budowlane, estetyka i technologie użyte w BIPV, są wyższe niż standardowej fotowoltaice, przez to poziom bezpieczeństwa instalacji jest również naturalnie wyższy.
Do głównych zalet BIPV należy zaliczyć
- Estetyka z reguły wyższa niż innych sektorów odnawialnej energii.
- Obniżenie koszt instalacji fotowoltaicznej, poprzez oszczędności na zakupie osobno materiałów budowlanych i PV. Dodatkowo w tym samym procesie budowanie montowane są elementy fotowoltaiczne i zwykłe co obniża koszty pracy oraz czas jej wykonania.
- Projektowanie nowych budynków i modernizacja już wybudowanych z uwzględnieniem zielonej energii, już na etapie projektowania.
- Brak ograniczeń w zastosowaniu i projektowaniu rozwiązań konstrukcyjnych.
- W szerszym kontekście jeden element BIPV łączący fotowoltaikę z budownictwem, ogranicza ślad węglowy, minimalizuje zużycie zasobów zarówno branży budowlanej jak i fotowoltaicznej.
- W przypadku budynków biurowych i administracji publicznej BIPV pozwala spełnić nowe wymogi prawne.
- Pełna kompatybilność i możliwość połączenia systemów automatyki budynków, smart energii i fotowoltaiki na etapie projektowym.
Zastosowanie w zintegrowanych budynkach technologii fotowoltaicznych takich jak CIGS czy Perovskite, dedykowanych BIPV, daje dodatkowe zalety:
- trwałość
- estetykę
- elastyczność zastosowań w budownictwie (BIPV)
- wysoka wydajność w trudnych lub specyficznych warunkach
- małą wrażliwość na Hot-spot i mikropęknięcia
- Wyższy jednostkowy koszt poszczególnych elementów fotowoltaicznych w porównaniu do materiałów budowlanych czy fotowoltaiki klasycznej.
- Zastosowanie w trudno dostępnych przestrzeniach może powodować problemy serwisowe.
- Przy zastosowaniu materiałów i technologii nie predysponowanych do BIPV, może być mniej efektywna niż instalacja klasyczna o tej samej mocy.
- Przy zaawansowanych konstrukcyjnie projektach, wymagane może być większe doświadczanie ekipy montażowej.
Produkcja BIPV w technologii CIGS
Wysoka wydajność w trudnych Warunkach a BIPV
Właściwości dedykowane pod BIPV a w szczególności efektywna praca w trudnych warunkach miejskich takich jak:
- zachmurzenie
- zacienienie
- deszcz
- mgła
- zanieczyszczone powietrze
Jak na dłoni widać, że warunki miejskie wymagają rozwiązań takich jak daje technologia CIGS.
Wysoka odporność na zacienie a BIPV
Budownictwo i branża konstrukcyjna wymusza na fotowoltaice, dostosowanie się do reguł jakie obowiązują w BIPV. W związku z tym zastosowane technologie muszą być na tyle innowacyjne i cechować się wysoką elastycznością zastosowania, by przy projektowaniu nie powodować dodatkowych ograniczeń. Niestety cień w przypadku fotowoltaiki, to pięta achillesowa klasycznych konstrukcji i technologii opartych na krzemie krystalicznym. Dzięki cienkowarstwowej technologii i Perovskite, zacienienie nie obniżą diametralnie wydajność instalacji BIPV. Idealnym przykładem jest dach, w przypadku zastosowania dachówki fotowoltaicznej (eterbright), kominy wykusze i wszelkie załamania powierzchni, wpływają jedynie na element, który zacieniają a nie całą instalację lub string.
Wysoka wydajność pod różnym kątem a BIPV
Technologia CIGS pozwala na elastyczne zastosowanie produktów fotowoltaicznych tego rodzaju. Efektywna i wysokowydajna praca pod różnym kątem sprawia, że projektowanie budynków, elementów architektury miejskiej czy drogowej, jest znacznie łatwiejsze oraz estetyczne niż w przypadku produktów opartych na krzemie. CIGS sprawdzi się idealnie jako:
- fasady budynków
- dachy
- elementy ogrodzeń lub balustrad
- ekrany dźwiękochłonne
- elementy infrastruktury miejskiej
By mówić o prawdziwej instalacji BIPV, kąt pod jakim elementy fotowoltaiczne pracują efektywnie musi być możliwie jak najszerszy.
Najlepsze Panele Fotowoltaiczne – BIPV?
Jak każda technologia, CIGS ma swój własny zestaw zalet i wyzwań. W tym przypadku bardzo dobra technologia, będąca niestety niszowym rozwiązaniem fotowoltaicznym, walczy o większy udział w rynku PV.
Wypadkową zwiększa obecności CIGS w świecie rozwiązań fotowoltaicznych jest BIPV czyli zintegrowane z budynkiem rozwiązania fotowoltaiczne. Na tym polu np. Eterbright CIGS radzi sobie na tyle dobrze, że można pokusić się o wskazanie, że jest jedną z wiodących technologii PV. Unikatowe rozwiązanie jakim jest dachówka fotowoltaiczna pasująca do standardowych rozwiązań budowlanych i konstrukcyjnych dachów oraz fasad budynków.
Efektywność Technologii BIPV
Przyjmuje się obiegowo, że elementy fotowoltaiki zintegrowanej mają gorszą efektywności niż klasycznej fotowoltaiki. Zanim Perovskite osiągnie dojrzałość i dużą skale w przypadku okien i szkła produkujących energie, prawdą jest że osiągi nominalne nie są spektakularne. Jednak dachówki, fotowoltaiczne, panele fasadowe czy panele dachowe w technologii CIGS w dłuższej perspektywie, mogą osiągać nawet lepsze rezultaty niż np. moduły PERC. W trudnych warunkach takich jak:
- zacienie
- zachmurzenie
- wysoka temperatura
- zabrudzenia
panele i dachówki fotowoltaiczne (np. Eterbirght) działają bardziej efektywnie niż konkurencja.
Rekord efektywności CIGS + Perovskite
Połącznie dwóch najnowocześniejszych technologii “bez krzemowych”, zaowocowało rekordem efektywności na poziomie 26,5%. Pokazuje to zarówno potencjał CIGS jak i Perovskite, które w połączeniu dają rewelacyjne możliwości w szczególności w sektorze BIPV.
Niezawodność paneli i dachówek fotowoltaicznych BIPV
Panele fasadowe i dachówki fotowoltaiczne (producent Eterbright) wykonane w technologii CIGS, charakteryzują się wysoką odpornością na warunki zewnętrzne. Brak efektów LID i PID oraz duża odporność na mikropęknięcia powoduje, że zastosowanie tej technologii w branży konstrukcyjnej nie nastręcza żadnych dodatkowych problemów. Dachówki fotowoltaiczne Eterbright są odporne na śnieg, wiatr i grad a przy tym montowane zgodnie ze standardami branży budowlanej. Dzięki nadrukowi ogniw słonecznych CIGS na szkle i bardzo małej wrażliwości na zacienienia, ryzyko hot-spot ów jest również bardzo niskie.
Cena Rozwiązań CIGS i BIPV
CIGS charakteryzuje się wysoką kompatybilnością z branżą konstrukcyjną BIPV. Pozwala to zrównoważyć wyższy koszt komponentów, takich jak dachówka fotowoltaiczna czy solarny panel fasadowy. Dzięki połączeniu technologii PV z rozwiązaniami budowlanymi zamiast dwóch materiałów, otrzymujemy jedno rozwiązanie np. Dach łączący elementy klasycznej konstrukcji z fotowoltaiką. Co z kolei powoduje oszczędności na:
- montażu, jedna ekipa montuje dachówki i dachówki fotowoltaiczne
- koszcie materiału, zamiast dachówek mamy dachówki solarne, zamiast fasady montowane są panele fasadowe
- wysokiej produktywności energii jaką charakteryzuje się technologia CIGS
CIGS Technologia budownictwa przyszłości BIPV
Wytrzymałość, efektywna praca i estetyka sprawia, że CIGS podbija rynek konstrukcyjny i budowlany. Dzięki firmom takim jak Eterbright, które integrują rozwiązania budowlane takie jak dachówki z fotowoltaiką, tworząc dachówki solarne, rozwój technologii ukierunkowanych jest na BIPV.
Cienkowarstwowe technologie fotowoltaiczne w praktyce wykorzystują fotowoltaikę w przestrzeni miejskiej i architekturze krajobrazu, tworząc ekologiczne zintegrowane rozwiązania BIPV. Nisza konstrukcyjna w fotowoltaice, stopniowo wypełniania jest przez dachówki fotowoltaiczne i panele fasadowe. Tworzy to ciekawy trend i powoduje że CIGS, pomimo relatywnego udziału w rynku PV, zaczyna ogrywać coraz ważniejszą rolę w specyfice zintegrowanej fotowoltaiki.
Sprzedaż i dystrybucja CIGS w Polsce i Europie :
Jacek Serwin – j.serwin@eprad.pl – +48 793 416 519
