Obecnie na rynku fotowoltaicznym wyróżniamy dwa rodzaje systemów fotowoltaicznych: BIPV (ang. Building Integrated Photovoltaics) zintegrowane z budynkiem oraz BAPV (ang. Building Attached Photovoltaics) dodane do powierzchni budynku za pomocą osobnego systemu montażowego.
Systemy BAPV są najczęściej stosowanymi, umieszczane są na dachach i ich jedyną funkcją jest produkcja energii elektrycznej.
BIPV stanowią integralne elementy konstrukcyjne budynku. Oprócz przetwarzania energii słonecznej na prąd elektryczny mogą pełnić funkcję przeszkleń, fasad, balustrad, zadaszeń, żaluzji
System fotowoltaiki zintegrowanej z budynkiem nie jest jeszcze tak spopularyzowany i obecny na rynku jak system BAPV. BIPV stanowi zaledwie 1% rynku fotowoltaicznego. Wynika to z wysokiej ceny modułów oraz braku standaryzacji ich wielkości. Przy projekcie nowego budynku należy uwzględnić dostosowanie obiektu do systemu montażowego oraz lokalizację nowo powstałego budynku. Ważny jest kąt pozyskiwania energii słonecznej, aby uzyskać maksymalne korzyści ekonomiczne. Dodatkowo zainstalowane moduły muszą być trwałe, ze względu na utrudnioną i kosztowną wymianę np. w fasadzie elewacji.
Wzrost zainteresowania instalacją BIPV jest spowodowany poprawą estetyki oferowanych produktów. Budynek staje się coraz bardziej estetyczny i nowoczesny dzięki bezramowym, laminowanym panelom, czy też panelom o zróżnicowanych kształtach i kolorystyce. Zdaniem ekspertów szansą na rozwój BIPV są ogniwa cienkowarstwowe.
Struktury BiPV można podzielić na konstrukcje wentylowane (fasady zimne), niewentylowane (fasady ciepłe) oraz mieszane. Fasady zimne nadają się idealnie do zastosowania modułów PV, szczególnie tych z krzemu krystalicznego (ogniwa c-Si). Element BiPV tworzy zewnętrzną warstwę okładziny, która chroni od czynników klimatycznych i nadaje budynkowi wyraz estetyczny nie pełniąc przy tym funkcji nośnej, ani izolacyjnej. Pustka pomiędzy okładziną a warstwą izolacji termicznej zapewnia cyrkulację powietrza korzystną dla wydajnego funkcjonowania modułów PV.
Ciepła fasada tworzy powłokę budynku łączącą w sobie funkcję ochrony od klimatu, akustyki, izolacji termicznej. Ponieważ struktura nie jest wentylowana, dla integracji z fotowoltaiką najbardziej korzystne będą mniej wrażliwe na wysokie temperatury materiały cienkowarstwowe (ogniwa a-Si, CIS, CdTe). Ciepłe fasady BiPV mogą być nieprzezroczyste lub częściowo transparentne.
W strukturach mieszanych – fasadach ciepło-zimnych – moduły PV mogą być użyte na wiele sposobów zarówno w części wentylowanej, jak i niewentylowanej. W fasadach podwójnych z kolei można je wykorzystać dodatkowo w roli systemu zacieniającego.
Projektanci budynków z systemem BIPV muszą uwzględnić:
- konieczność przewidzenia odpowiednio eksponowanych powierzchni,
- zapewnienie dostępu światła słonecznego do budynku (analiza położenia geograficznego,
- orientacja budynku względem stron świata),
- rozwiązanie problemów otworów okiennych, których wymiary należy dopasować do wymiarów paneli fotowoltaicznych,
- zapewnienie możliwości czyszczenia powierzchni i ich odśnieżania,
- zapewnienie miejsca do usytuowania niezbędnych urządzeń technicznych na dachu
Poniżej przedstawiono przykład zastosowania BIPV w projekcie budynku Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej. Na zdjęciu widzimy integrację ogniw fotowoltaicznych z elementami przeciwsłonecznymi.
Warto podkreślić, że prezentowany projekt budynku 3E należącego do kompleksu badawczo-edukacyjnego Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej będzie obiektem o bliskim zeru zapotrzebowaniu na nieodnawialną energię pierwotnąoraz zawierającym pasywne systemów energetycznych.
Zastosowanie systemu BIPV na powierzchni dachów oraz fasad budynków ma znaczący wpływ na wzrost efektywności energetycznej, zysków ekonomicznych oraz poprawia estetykę obiektu.
Źródło: Czysta Energia – nr 4/2014 , swiat-szkla.pl
