Сонячні модулі в сучасній архітектурі, або що таке BIPV технологія

BIPV (Building-integrated photovoltaics) – технологія будівництва, що передбачає інтегрування фотоелектричних елементів в будівлю в якості покрівельних конструкцій, навісів, козирків, фасадів. В цьому випадку сонячні модулі та конструктивними елементами споруди, і джерелом електроенергії. Вони захищають будівлю від вітру і вологи, виконують теплорегулирующую і звукоізоляційні функції. Установка сонячних елементів планується на етапі проектування будинку, а демонтаж здійснюється з заміною на рівноцінні будматеріали.

Переваги технології вбудованих сонячних панелей

Зародження BIPV відноситься до 70-м рокам минулого століття. Тоді ця технологія не знайшла широкого застосування із-за низької ефективності фотоелектричних модулів. Знову до ідеї будівництва енергогенеруючих будівель повернулися з появою аморфних кремнієвих сонячних панелей. Будучи гнучкими, продуктивними, різноманітними за колірною гамою і ступеня прозорості, вони стали кращим рішенням для архітекторів. Зараз, коли автономність і енергоефективність стали ключовими вимогами до сучасних будівель, попит на BIPV-системи неухильно зростає. Цій тенденції сприяє зниження цін на фотопанелі, дефіцит вільних земельних ділянок в умовах мегаполісів.

Переваги BIPV-систем:

• дозволяють раціонально, економічно вигідно використовувати земельні ресурси;
• мінімізують втрати електрики в ході передачі кінцевого споживача;
• зменшують теплове навантаження на приміщення;
• можуть використовуватися для обігріву будівель;
• захищають від сонця, впливають на рівень освітленості в приміщеннях;
• мають високі показники звукопоглинання;
• відкривають широкі можливості для архітектурного дизайну.

Згідно з вимогами європейського стандарту EN 50583, інтегрованими фотоелектричними панелями (або BIPV) вважаються лише ті, що рівноцінні звичайним будівельним матеріалам з електротехнічним та структурно-механічними параметрами. В їх завдання входить забезпечувати структурну цілісність, енергетичну економічність, пожежобезпечність і механічну стійкість будівель.

Варіанти застосування BIPV-систем

Сонячна черепиця. Два роки тому компанія Ілона Маска презентувала Tesla Solar Roof – інноваційне фотоелектричне покрівельне покриття, здатне замінити звичну глиняний, цементну і металеву черепицю. Новий продукт пропонується в декількох варіантах: smooth (гладке матове скло), textured (текстуроване матове скло), tuscan (тосканська черепиця), slate (імітація шиферу). Зовні таке покриття слабо відрізняється від традиційної покрівлі, так як під косим кутом виглядає непрозоро. В той же час воно частково пропускає сонячне світло, зберігає високу ефективність перетворення фотоизлучения в постійний електричний струм.

Сонячна рулонна покрівля. Замість традиційного бітумного покриття («м'якої черепиці») можна використовувати фотоелектричний ламінат. Він являє собою тонкоплівкові довгі смуги з мінімальним числом електроз'єднань, поєднує властивості кремнію і бітуму. Покриття монтується за тією ж технологією, що і м'яка черепиця.

Сонячні фасади. PV модулі зазвичай інтегрують у південні стіни будинків. При проектуванні будівель враховується, що прозорі панелі, кристалічні або мікроперфоровані аморфні, служать додатковим джерелом природного світла в приміщеннях. При виборі фасадних BIPV-систем приймається до уваги і дизайнерське бачення. Реалізувати будь-яке рішення дозволяє різноманіття матеріалів: в будівлі вбудовують класичні (рамні) панелі, гнучкі тонкоплівкові або кристалічні вироби на металевій підкладці, модулі з кольоровими сонячними елементами.

Тераси, балкони та вікна. Для затінення тераси або веранди можна використовувати конструкцію з ламінованого скла з вбудованими фотоелементами. Такий навіс постачає будинок екологічно чистою електроенергією, захищає відкриту площадку від негоди. У багатоповерхівках модулі часто вбудовують в балконні балюстради. Ще один варіант застосування сонячних батарей - інтеграція в вікна. Тонкопленочноє електрогенеруючих покриття наносять поверх скла. Дане рішення дозволяє не тільки отримувати електрику, а й знижувати рівень внутрішньої освітленості, теплового навантаження на приміщення жарким літом.

Серед сучасних BIPV-систем найбільш ходовими є кремнієві модулі типу «скло-скло». Завдяки традиційній технології виготовлення, в них порівняно невисока ціна. Вони, подібно гнучким тонкопленочным панелям, естетичні і органічно вписуються в екстер'єр будь-яких будівель. BIPV-системи «скло-скло» відрізняються високими звукоізоляційними характеристиками, витримують механічний тиск в 8000 Па.