گزینه های جدید خورشیدی نمای ساختمان ها را به نیروگاه تبدیل می کند

 

وقتی در دهلیز غرق آفتاب مرکز همایش های ادمونتون قدم می زنید یا سقف شیب دار چشمگیر کتابخانه وارن را در حومه مونترال مشاهده می کنید ، بدیهی نیست که این ساختمان ها انرژی تولید می کنند.  از این گذشته ، هیچ یک از صفحات خورشیدی سنتی به سقف چسبانده نشده اند.

اما جوی های شفاف دهلیز و کاشی های سقف شیب دار چیزی فراتر از محافظت در برابر عناصر نیستند – آنها در فتوولتائیک ساختمان (BIPV) ادغام شده اند.  یعنی از صفحات خورشیدی ساخته شده اند.

این یک راه حل است که توسط الون ماسک ، مدیر عامل تسلا تبلیغ شده است ، که فروش کاشی های خورشیدی را از سال 2017 در ایالات متحده آغاز کرد..  از آن زمان ، گزینه های زیادی در بازار ظاهر شده است که در کانادا برای قسمت های مختلف ساختمان ساخته شده است – و تاسیسات در سراسر کشور ظاهر شده اند ، که این امکان را نشان می دهد.

نورگیرهای شیشه ای دهلیز آفتاب خورشید مرکز همایش های ادمونتون ، که توسط Kuby Energy نصب شده است ، بزرگترین نصب BIPV در کانادا است. (انرژی تجدیدپذیر Kuby)

در اینجا نگاهی دقیق تر به تفاوت BIPV با صفحات خورشیدی سنتی و اینکه چرا آنها می توانند بخش بیشتری از ساختمانهای آینده باشند وجود دارد.

فوتوولتائیک های یکپارچه در ساختمان چیست؟

در حالی که صفحات خورشیدی سنتی به ساختمان ها متصل می شوند ، BIPV ها نیز هستند ساخته شده در نمای بیرونی به عنوان عناصر اصلی

آنها می توانند در معرض آفتاب قرار بگیرند: زونا ، پنجره ها ، روکش ها ، خلبان ها ، آلاچیق ها ، نرده های بالکن.  یک شرکت مستقر در تورنتو ، میترکس ، حتی قصد دارد از آنها برای ساخت گلخانه ها و موانع بزرگراه ها استفاده کند.

سیستم های BIPV از این جهت مانند سایر صفحات خورشیدی هستند که انرژی پاک تولید می کنند که می تواند برای برق پشتیبان استفاده شود یا در شبکه فروخته شود.  اما باید برای انجام سایر کارها ، مانند محافظت در برابر باد و باران یا اجازه تابش نور طبیعی ، متفاوت طراحی شوند.

بنابراین ، پانل های BIPV در اشکال ، اندازه ها ، رنگ ها و شفافیت های بسیار گسترده تری در دسترس هستند.

چرا می توانید به جای نصب صفحات خورشیدی سنتی از BIPV استفاده کنید؟

آنها فضا یا منطقه موجود را برای تولید انرژی خورشیدی افزایش می دهند.

یافتن مکانی برای نصب پنل های خورشیدی سنتی می تواند در مکان هایی مانند شهرها یک چالش باشد.  در همین حال ، “در سطح آسمان خراش های مرکز و ساخت دیوارها و پنجره ها سطح شیشه استفاده نشده بسیار زیاد است.” بزرگترین ، با ظرفیت 169 کیلووات.

این شرکت همچنین در حال کار بر روی یک اقامتگاه پنج طبقه در کالج Red Deer است که از سه طرف با شیشه خورشیدی پوشیده شده است – در مجموع 545 صفحه.

این خانه در انتاریو دارای زوناهای خورشیدی است که توسط خدمات فنی PV مستقر در St. George-Brant County ، Ont ساخته شده است. (خدمات فنی PV)

BIPV می تواند نصب را ساده کرده و به طور بالقوه در هزینه ها صرفه جویی کند.

خدمات فنی PV ، مستقر در St. George Brant County ، انتاریو ، بیش از یک دهه است که پنل های خورشیدی سنتی را نصب می کند.  کاترین ژو ، بنیانگذار موسس ، گفت که مشتریان این سال را شروع کرده اند که چرا باید ابتدا یک پیمانکار برای پوشش خانه خود و دیگری برای نصب قفسه ها و پانل ها در بالا استخدام کنید – به ویژه پس از نفوذ سقف مورد نیاز برای نصب پانل ، ضمانت نامه را باطل می کند .

بنابراین این شرکت کاشی خورشیدی خود را در سال 2016 تولید کرد. اکنون ، با قیمتی که ژو شبیه به نصب سقف فلزی می داند ، شرکت آن می تواند کاشی های خورشیدی نصب کند که هم از سقف در برابر عناصر محافظت می کند و هم انرژی تولید می کند.  وی گفت: “این باعث کاهش بسیاری از سردردها می شود.”

آنها می توانند به طور بالقوه بیش از مصالح ساختمانی سنتی دوام بیاورند.

آندریاس آتنیتیس ، محقق دانشگاه کنکوردیا در مونترال که بر روی BIPV مطالعه می کند ، گفت که در حالی که زونا های آسفالت به طور معمول حدود 15 سال دوام می آورند ، صفحات خورشیدی می توانند 30 سال دوام آورند ، تنها با افت اندک بهره وری.  (بسیاری از زوناهای خورشیدی مانند خدمات فنی PV “هوشمند” هستند و به شما امکان می دهند در صورت لزوم زونا را کنترل و تعویض کنید.)

کتابخانه وارن در حومه مونترال ساختمانی با صفر صفر است.  پانل های BIPV در سقف هم برق را تأمین می کنند و هم مقداری گرم می کنند. (دانشگاه کنکوردیا)

آنها به طور بالقوه می توانند گرما و همچنین برق تولید کنند.

آتنیتیس گفت ، در کتابخانه وارن ، هوای بیرون کشیده شده به سیستم تهویه توسط صفحات خورشیدی قبل از ورود به ساختمان (که دارای سیستم گرمایش زمین گرمایی است) نیز گرم می شود.  این امر همچنین باعث خنک شدن پنل هایی می شود که در هنگام گرم بودن انرژی زیادی تولید نمی کنند.

به طور بالقوه می توان یک پمپ حرارتی اضافه کرد تا میزان فضا و گرمایش آب را که پانل ها می توانند ایجاد کنند و همچنین مقدار انرژی سطح را که سیستم می تواند تأمین کند ، افزایش دهد.

آنها می توانند جایگزین مواد با اثر کربن بالاتر شوند.

میترکس یک شرکت مستقر در تورنتو است که روکش های BIPV را می سازد و قصد دارد در بزرگراه ها موانع صوتی ایجاد کند.  این دو مورد است که اغلب از بتنی ساخته می شود که دارای اثر کربن بیشتری نسبت به پانل های شیشه و سیلیکون BIPV است.

“بنابراین ما کربن دریافت می کنیم [out of the] سیستم ، فقط با نصب آن ، “مدیر عامل دانیل هادیزاده گفت. با گذشت زمان ، وی افزود ، انرژی تجدید پذیر تولید شده توسط پانل های BIPV در وهله اول انتشارات استفاده شده برای تولید آنها را جبران می کند.

دانیال هادی زاده ، مدیر عامل شرکت میترکس ، با یک صفحه خورشیدی تولید شده توسط شرکت خود در تورنتو ایستاده است.  این شرکت همچنین پنجره ها و سقف های خورشیدی را تولید می کند و قصد دارد خط تولید خود را به صفحات گلخانه ای و موانع صوتی بزرگراه گسترش دهد. (میترکس)

ظاهر منحصر به فردی دارند.

ارنیوک گفت که BIPV در حال اظهارنظر تصویری است.

“اگر به مرکز همایش های ادمونتون رفته باشید ، از نزدیک می بینید که این امر باعث ایجاد خیره کننده ای شده است که نمی توانید با سایر شیشه های استاندارد تهیه کنید.”

آیا آنها می توانند به اندازه صفحات خورشیدی سنتی انرژی تولید کنند؟

اثر بخشی آنها به مواد استفاده شده و شفافیت آنها بستگی دارد.  صفحات مات می توانند کارایی قابل مقایسه با صفحات خورشیدی سنتی داشته باشند که از همان مواد ساخته شده اند.

صفحات شفاف یا شفاف از کارآیی کمتری برخوردار هستند زیرا ، طبق تعریف ، مقدار مشخصی از انرژی خورشیدی بدون جذب شدن از طریق آنها عبور می کند.  هادی زاده گفت که صفحات شفاف شرکت وی حدود 50 تا 75 درصد کارآمدتر از صفحات خورشیدی معمولی هستند.

پنجره های BIPV می توانند شفاف باشند ، مانند پنجره های کالج Seneca در تورنتو ، اما در صورت مات بودن انرژی بیشتری تولید می کنند. (مهندسی بلکور)

با این حال ، از آنجا که پانل های BIPV در جایی قرار می گیرند که بهترین هدف را داشته باشند ، مانند روکش ، پنجره ها و غیره ، معمولاً برای قرار گرفتن در معرض آفتاب مانند پنل های سنتی بهینه نیستند و بنابراین ممکن است انرژی کمتری تولید کنند.

هادی زاده امیدوار است وقتی معماران و توسعه دهندگان در مورد BIPV اطلاعاتی کسب کنند و پتانسیل آن را درک کنند ، طراحی ساختمانها را “به روشی که قدرت خورشید را به حداکثر برساند” آغاز کنند.

چرا ساختمانهای بیشتری نصب نشده اند؟

ایو پواسون ، رئیس تحقیقات و متخصص ارشد خورشیدی در منابع طبیعی کانادا ، تخمین می زند که در مجموع ، تمام BIPV های کشور در حال حاضر کمتر از یک مگاوات قدرت دارند که کمتر از یک درصد از بازار فتوولتائیک توزیع است.

چندین چالش با BIPV وجود دارد که نمونه ای از فناوری در حال ظهور است:

عدم در دسترس بودن تا همین اواخر ، بیشتر تاسیسات متکی به محصولاتی بود که عمدتا توسط Onyx Solar در اسپانیا وارد می شد و باید به جای تولید انبوه ، سفارشی می شد.

با این حال ، شرکت های کانادایی مانند PV Technical Services و Mitrex شروع به دسترسی به زونا و پوشش های خورشیدی کرده اند که به ترتیب تولید و تولید می شوند.

ژو گفت خدمات فنی PV در حال حاضر چندین نصب کانادایی دارد.  میترکس پیش بینی می کند کارخانه جدیدی در تورنتو در ماه ژوئیه برای افزایش پوشش تولید برای اولین مشتری خود افتتاح کند ، که انتظار می رود تا پاییز نصب شود.  Kuby Energy که در حال حاضر تسلا Powerwalls را در کانادا می فروشد ، قصد دارد Solar Roof Tesla را در زمان عرضه در کانادا به فروش برساند که انتظار می رود اواخر سال جاری باشد.

این چیزی است که دهلیز مرکز همایش های ادمونتون از خارج به نظر می رسد. (انرژی تجدیدپذیر Kuby)

چالش های فنی و نظارتی. محصولات BIPV هم به عنوان مصالح ساختمانی و هم به عنوان مصالح الکتریکی تنظیم می شوند ، بنابراین باید دو مجموعه نیاز را داشته باشند.  هادیزاده گفت که این امر نیاز به آزمایش و کار با دولت برای نوشتن آیین نامه برای یک محصول جدید دارد.

آتنیتیس گفت که این کار پذیرش این فناوری ها را تشویق می کند ، کدهای ساختمانی باید اصلاح شوند و دولت ها باید مشوق های مناسب را ارائه دهند.

در همین حال ، بیشتر بازرگانان با آن آشنایی ندارند و آتنیتیس گفت که باید آموزش بیشتری وجود داشته باشد.

هزینه ها ارنیوک گفت ، در حال حاضر ، این در مقابل بسیار گران است ، اگرچه برق تولید شده در طول زندگی خود باید در نهایت جبران کند.  هادیزه اظهار داشت که هدف وی طی چند سال آینده کاهش قیمت محصولات میترکس به حدی است که بدون هیچ گونه هزینه اولیه برای مشتریان قابل ارائه باشد – در عوض آنها هزینه برق تولید شده در طول عمر پنل ها را پرداخت خواهند کرد (شبیه به جاده پروژه های زمین گرمایی اغلب در مسکن تأمین می شوند)

ارنیوک گفت: “این قطعاً موفقیت آمیز خواهد بود ، زیرا افراد بیشتری متوجه می شوند که این یک فناوری مناسب است.”  “صنعت بسیار سریع در حال تغییر است و فناوری در حال رشد و پیشرفت سریع است و هزینه ها به سرعت در حال کاهش است.”