BIPV-г бүтэн холбох боломжтуйн барилгын фасадт юу үүрдүүлдэг?

BIPV гэж юу вэ? Технологийн тодорхойлолт, төрлүүд ба уламжлалт PV-системүүдтэй гол ялгаа

Барилгын доторх фотогальваник системүүд (BIPV) нь нарны энергийг шууд архитектур элементүүд—даавуу, фасад, цонх, гадаа хучилт—д оруулж, уламжлалт барилгын материалүүдийг солих буюу түүнд дээрх тавих бүтэц бүхнүүдийн оронд ашиглаж. Уламжлалт фотогальваник (PV) системүүдийн хувьд, барилгын дээрх бүтцүүд дээр суурилуулж (Барилгын дээрх PV, BAPV гэж нэрлэдэг), BIPV нь зэрэгцээ бүтцүүдийн үүрэг ба энергийн үйлдвэрлэлийн үүрэг хоёрыг гүйцэтгэнэ. дээр бүтцүүд (Барилгын дээрх PV, BAPV гэж нэрлэдэг), BIPV нь зэрэгцээ бүтцүүдийн үүрэг ба энергийн үйлдвэрлэлийн үүрэг хоёрыг гүйцэтгэнэ.

Үндсэн технологийн хооронд өндөр үр дүнтэй, тодорхой бүтцүүдийн хувьд тогтвортой монокристалл ба поликристалл силикон багтах нь орхид; зөөвөр, хөнгөн интеграцид зориулж CIGS ба CdTe-г ашиглан тангиран шилжүүр технологийн сонголтууд; перовскит ба органик фотореактив (PV) нүднүүд, ялгаатай прозрачность ба өнгөнүүдийн хувьд тохируулагдаж буй шинэ технологийн хувьд; ба диффуз ба бага гэрлийн нөхцөлд оптимизацид хамгийн сайн дайзсенситизирд солар нүднүүд (DSSCs).

Бүтцүүдийн стандарт материалүүдийн оронд BIPV ашиглан материал ба хөдөлмөрт зардал бүүр багасаж, цэвэр цахилгаан үйлдвэрлэд.

BIPV ба BAPV-н хоорондын гол ялгаа системт—зүгүүр хоосон үзэмжийнхүүд биш:

Өнөөдөрхийн урд төсөлд BIPV-г нарны гадаргуу, цонхны хана, гадаад халхавчид дээр ашиглаж, идэвхгүй гадаргууг идэвхтэй, сэргээж буй хөрөнгөд хувиргаж буй.

BIPV-н үзүүлэлт ба дизайн шүүлтүүд: Үр ашигт байдал, эстетик ба бүтэцтэй интеграци

Энергийн гаралт vs. Архитектурт зорилго

Цахилгаан энергийн үйлдвэрлэл ба сайн архитектур хоорондын тэнцвэрт байдалд хүрэх нь дизайн процессын үлдсэн үе шатуудаас өмнө, үлдсэн үе шатуудад хүртэл төлөвлөлт шаардаж. Панелүүдийн байршлын арга, түүний налалтын өнцөг, түүнд сүүд үүсгэх объектүүд, мөн гадаргуунуудын хэлбэр — бүгд цахилгааны үйлдвэрлэлийн хэмжээнд нөлөөлдөг. Гэтэд, эдгээр техникийн аспектүүд визуал хувьд тохиромжтой бөлчүүдийн доторх зайны хязгаарлалттайд хүртэл хамтран ажиллах ёстой. Өнгөрсөн жилийн SERI-н судалгааны үр дүнгүүдийн дагуу, фоторегуляторын системүүд бүтэцтэй нь холбогдсон барилгын ежегодноо 22 хувь илүү цахилгаан энергийн үйлдвэрлэл хангаж чаддаг, харин сүүдлүүдийн дараа нэмж суулгасан солар панелүүдтэй барилгын хувьд — үүнээс бага. Ийнхүү үр дүнг олж авахын тулд архитекторүүд дизайны анхны үе шатуудад инженерүүд, цахилгаан системүүдийн загварчлан бүтээгчидтэй хамтран ажиллах ёстой. Зөвхөн зөв хийгдсэн тохиолдолд солар компонентүүд барилгын онцлог шинж чанарын нэг хэсэг болдог, харин харуулахуйцаар салган гарч, бөлчүүдийн өдөр тутмын ашиглалтыг саадтай болгож чаддоггүй.

Материалын сонголт: шил, дүүрэн хаяг, фасад, бүрхүүр

BIPV материалын зориулалт нь барилгын гол орчны бүх хэсгүүд дээр бүтэц-хүчлүүн үүрэг гүйцэтгэх явдал юм:

• Шилэн : Фотоцеллюляр шил — цонхонууд ба зангилаа ханануудын хувьд шилтүүн, хэсгийн шилтүүн эсвэл өнгөлсөн хувилбарууд, үүнд өдрийн гэрэлтүүлэлт, дулааны хяналт, цахилгаан үйлдвэрлэл орж ирдэг
• Хүрээлэнгийн дээвэр : Сланец, тоосго, металл хэлбэртүүн сүүдэрлүүн таван хавтангууд ба шинглүүд, модульын үр ашиглалт 15–20% бөгөөд гал төвөгтүүн ба салхины ачаалалд нийцмүүр
• Фасад : Өөрсдийн хүссэн өнгө, бүтэц, шилтүүн чанарын бүрхүүр панелүүд, вертикал гадаргуугуудыг тархмүүр цахилгаан үйлдвэрлэлд хөрвүүлдэг
• Металл/найрсаг бүрхүүр : Бат, цаг агаарын нөхцөлд түүрхүүн BIPV шийдлүүд, өндөр салхиной бүснүүд ба коррозид үзүүрлүүн орчинд ашиглаж болдог

Дулааны өргөтгөл, ачаа түүх чадвар, галын ангилал нь холбогдох барилгын дүрэмжүйн шаардлажуудыг хангах ёстой. Цристаллийн силикон нь үр дүнтэй бөөршүүлэлт ба урт хугацааны ажиллах хугацааны хувьд стандарт үлдмүүр бөөршүүлэлт юм; зүүдлүүр хэлбэрүүд нь илүү их дизайн хурцлагийг санал болгодог — үүнд муруй ба бүрхүүлт хүрдүүрт тулгуурт онцгой ач холбогдол бүхий.

BIPV-ийн хэрэглээний зохих дүрэмжүйн, санхүүгийн ба амьдралын цикл дээрх давуу талууд

Дэмжлүүр, сертификатууд ба холбогдох зөвшөөрлийн замууд

Барилгын доторх фотозүйлд суурилт нь (BIPV) янз бүрийн бүс нутгийн санхүүгийн дэмжлэлүүдийг ашиглах боломжтой. Түүнд федерал ба улсын түвшний татварын хөнгөлөлтүүд, үйлчилүүлэгчдийн үйлдвэрлэсэн цахилгааныг худалдан авах үүрэгтүүд, бүлүүр барилгын төлөө онцгой төлбөр г.м. орно. Нэгдсэн Держава, Европын Холбооны улсүүд ба Япон улс бүх нь тодорхой хэмжээгүүр ийм дэмжлэлүүдийг санал болгож байна. Тодруулж хэлбэл, Европын хувьд хэд хэдэн чухал зохих хууль актын дүрэм бүх нь барилгын доторх сурсун энергийн системүүдийн ашиглалтыг дэмжин хөгжүүлж байна. Жишээлбэл, Корпорацийн түүхүүдийн тогтвортой хөгжлийн тайлангийн чиглэмж (CSRD) ба Барилгын энергийн үзүүлэлттүүдийн чиглэмж (EPBD). Үүний практикт хэрэглээ нь BIPV стандартад нийцүүд барилгын зөвшөөрөл авах үед хуучин бүрдүүлэлтүүдтэй харьцуулж их хурдан шийдвэрлэгддүүд.

BIPV системүүд нь барилгын ногоон сертификатын оноо хурдатгахад тусламж үзүүлдэг. Түүнд LEED-ийн «Салангид энергийн үйлдвэрлэл» ангилалд тооцогдож, BREEAM-ийн «Энерги» хэсгийн үнэлгээнд сайн үнэлгээ авдэг, учир нь ажиллах үед нь нүүрсүүдийн ялгаруулалтыг бүүр багасгадэг. Нөгөө талаас, BIPV нь стандарт барилгын материалын оронд орлуулдэг тул архитекторууд ба хөгжүүлэгчид зондажих шаардлагууд, барилгын фасадын шаардлагууд, түүн дотроо түүхийн дүүрэмд хамгаалагдаж буй газруудад хамаарах бүх төрлийн дүрэм журамд нийцэх нь хялбар болдэг. Энэ нь зөвшөөн олж авах үед удаан хугацаа зарцуулалтгүй, зөвшөөн олж авах үед асуудал үүсгэлтгүй гэсэн үг.

Ерөнхий өртөг: Цахилгаан хадгалалтаас захирмуйн илүү үр дүн

BIPV-ийг амьдралын циклд үзэж үнэлэх нь цахилгаан үйлдвэрлэлээс захирмуйн давуу талуудыг илчлүүр.

• Материал болон хүчний хэмнэлт : Давхардмуйн давхаргуудыг арилгадэг — жишээ нь, шалтгааны доорх хөвөл, гадаа хучилт үндэслэл, сүүдэрлүүр хүрээлүүр — барилгын өртгийг 15–25% хүртэл багасгадэг
• Бат бөх чанар, урт нас хамгийн бага хэмжээний үйлдүүлэлттэй, 25+ жил үйлдүүлэлттэй бөхийн таван хугацаа, олон нууцан халуун ба шалны системүүдийн ажиллах чадварыг давж байгаа.
• Хөрөнгийн үнэ цэнэ өсөлт америкийн Үндэсний Сүүлийн Үүрдүүлэлт Энергетик Лаборатори (NREL) ба CBRE-ийн судалгаанууд илтгэж байгаа нь интеграцилан суурьшсан нарны энергийн системтэй коммерцоны газрын үүрдүүлэлт 3–7% хүртэл өсөлт, худалдаа хийх үед 4–6% хүртэл өсөлт үзүүлж байгаа.
• Энергийн тогтвортой бүтэц газрын доторх үүрдүүлэлт сүлжээний үл хамаарал, хэрэглээний төлбөр бүүрдүүлэлт, хадгалуурт холбогдож байх үед нөхөн дүүрүүлэлтийн боломжийг дэмжин байгаа.

^{Төлөөлөх үйлдвэрлэлд үүрдүүлэлт; үнэнд үүрдүүлэлт хэмжээ, климат, бүснүүдийн бодлогын хүрээс хамаарч өөрчлөгдөн байгаа.}

Бодит дэлхийн BIPV хэрэгжүүлэлт: Удирдагч коммерцоны төслүүдээс авч үзсэн хичээлүүд

Бодит дэлхийн хэрэгжүүлэлтүүд BIPV-ийн техник ажиллах чадвар ба архитектур хүсэлдүүлэлтийн хоорондын холбоосыг хэрхэн бүтээж байгааг үзүүлж байгаа — үйлдүүлэлтийн боломжийг баталж, зөвхөн чухал хэрэгжүүлэлтийн мэдлэгүүдийг илрүүлж байгаа.

Жишээ: BIPV халуун хана ашиглан Берлинд бүтээсэн түүнхүүлт үүрдүүлэлт офис

Берлинд баригдаж буй хамгийн шинэ коммерц-бүтээлд цонхны хоолойг кристалл-силикон BIPV дараалан хөвөртүүрт солих замаар үйлдэлд нь цэцэрлэгт нууц тулгуурт зүйлс (net zero) хүртэл хүртүүлж. Хүчирхүүл 8200 квадрат метр талбайтай нарны фасад жилд ойролцоогоор 550 мегават-цаг энергия үйлдвэрлэдэг, үүнээс барилгын нийт шаардлагын 40% орчим хангагдаж буй. Инженерүүд нь дулааны өргөтнөлт асуудлыг шийдвэрлэх, мөн бүх утаснуудыг нууцлах газарт хүнд ажил хийж. Түднүүд модульд суурилуулах тавиур хийж, түүнийг хялбархан холбож болдог шийдлүүд олж. Бүхлээр харахад хамгийн онцлог нь ойрхон барилгын сүүдэрт бүх модульд 18,7% үр дүнтэй ажиллах чадварыг хадгалж чадж. Тогтмол налтгүй панелүүд ба хоёр тэнхлэгт хөдөлгөөнт системийн хослол нь нарны гэрлээр хангагдаж буй хугацааны тодорхой хэсгүүдэд гэрлээр хангагдаж буй түвшнийг сайн хадгалж.

Тохиолдол: Нарны хуванцарын интеграци в США-д олон өрхийн хөгжлийн дүрслэл

Калифорниад бүтээгдсэн 120 нэгжтэй хөнгөн үнэтэй орон сууцны төсөлд саяхан босоо шовролт металлын шалгай дээр өнгөт аморфный циликоний BIPV панелууд суулгаж үүрдүүлж. Эднүүд жилд дунджаар 340 мегаватт цаг электроэнерги үүсгэнэ. Энэ нь бүх нийтийн гэрэлтүүр, электромашинуудын цэнгэлт цэгүүдийн хүчдлийг хангахад хүртэл хүрч, орон сууцны ажилтнуудын цахилгааны төлбөрүүдийг тааруулахад тусалж, төлбөрүүдийг дунджаар тавиин нэг хэсгээр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр бүүр......