Что такое BIPV-солнечные электростанции?

BIPV (Building-integrated photovoltaics) – это солнечные электростанции имеющие двойное назначение. Кроме основной функции – генерации электроэнергии, BIPV станции выполняют функцию конструктивных элементов зданий и сооружений.

Согласно европейскому стандарту EN 50583 интегрированными фотоэлектрическими системами считаются только те, которые после извлечения их из здания должны быть обязательно заменены на другие строительные материалы или конструкции, чтобы избежать нарушения целостности здания.

Какими преимуществами обладают BIPV системы?

• Установки BIPV позволяют активно внедрять солнечную энергетику в условиях городской среды с плотной застройкой и дороговизной земли, где есть стабильный спрос на электроэнергию.
• Кроме генерации электроэнергии и функции строительных конструкций интегрированные солнечные станции способны выполнять и другие задачи, такие как светозащитные ограждения, поддержка теплоснабжения, звукоизоляция и т.д.
• Находясь в непосредственной близости потребителя BIPV электростанции имеют минимальные потери электроэнергии и сводят к минимуму затраты на транспортировку и хранение энергии.
• Разнообразность решений BIPV позволяет архитекторам внедрять солнечную энергию не только опираясь на функционал, но и дает возможность предать зданию уникальность и повысить статус застройки.

Особенности проектирования BIPV солнечных электростанций.

Поскольку интегрированные системы в большинстве случаев применяются в условиях городской застройки, то основная проблема с которой сталкиваются проектировщики – это затенение и неоптимальное ориентирование относительно юга и горизонта. Часто для решения этой задачи применяются солнечные панели на основе тонкопленочных фотоэлементов, которые хоть и обладают невысоким КПД в сравнении с монокристаллическими фотоэлементами, но более эффективны при работе с рассеянным и переотраженным освещением.

Так же из-за монтажа солнечных панелей в условия разной освещенности и возможного комбинирования технологий, достаточно сложно увязать электрическую схему по стороне постоянного тока для максимальной генерации. Использование оптимизаторов и схем с использованием микроинверторов может решить эту проблему.

Примеры BIPV решений.

Кровельные покрытия

Использование солнечных панелей в качестве кровельного материала одно из самых перспективных и развитых направлений BIPV решений. Примерами таких солнечных систем являются различные виды черепицы со встроенными фотомодулями или применение мягкого рулонного покрытия на основе тонкопленочных технологий.

Солнечная черепица

Светозащитные конструкции и навесы

Полупрозрачные конструкции на основе двухсторонних солнечных панелей glass-glass все чаще применяются при строительстве навесов или элементов фасадов.

Солнечный навес

Стеновые панели

Использование солнечных панелей в качестве облицовочного материала для фасадов зданий так же все больше применяется при новом строительстве и реконструкции зданий. Кроме функции защиты от внешних воздействий и производства электроэнергии, такие панели могут быть интегрированы в систему приточно-вытяжной вентиляции здания. Благодаря утилизации избыточного тепла от солнечных панелей повышается эффективность рекуперации тепловой энергии что способствует снижению затрат на теплоснабжение.

Стеновые солнечные панели

Окна

Для установки «солнечных» окон используют прозрачные тонкопленочные солнечные фотоэлементы, которые наносятся на поверхность стекла – это самая распространённая модель. Основное противоречие, это то что солнечная панель должна поглощать максимальное количество солнечного света для эффективного преобразования. Чем больше солнечная электростанция поглотит солнечной энергии, тем меньше света попадет внутрь комнаты. Поэтому основной задачей разработчиков является достижение оптимального баланса генерации и пропускной способности окна для сохранения рентабельности BIPV технологии.

Солнечные окна

Решения BIPV – это наиболее развивающийся сегмент рынка солнечной энергетики в наши дни. Во многом такое развитие обусловлено ограниченностью площадей для установки классических крышных или наземных солнечных электростанций в непосредственной близости к потребителю, а также популярностью философии устойчивого (sustains) строительства среди новой генерации архитекторов и дизайнеров. Основной идеей такого подхода является максимальная оптимизация конструктива здания для сокращения потребления ресурсов.