BIPV – fotovoltaické technologie integrované do budov

V současné době na trhu fotovoltaických technologií dominují takzvané BAPV – Building Applied Photovoltaics. Jde o dodatečnou montáž fotovoltaické konstrukce na plášť čim střechu již existujícího objektu. Je to ryze účelové řešení většinou negativně ovlivňující vzhled stavby. Jelikož původní projekt a představa architekta nepočítala s umístění fotovoltaické elektrárny, střecha může odporovat principům návrhu a umístění FVE.

 

Fotovoltaika je obecně citlivá k stínícím prvkům a vysokým teplotám, které jsou právě na střechách v letních měsících docilovány. Aby se minimalizovaly ztráty díky i částečnému stínění FV, musí být panely dostatečně daleko od veškerých stínících prvků. A tak všelijaká střešní okna, arkýře, atiky, komíny ale i třeba hromosvody přidělávají spoustu nových vrásek projektantům FVE. Ani obecně používané FV technologie nejsou nikterak tolerantní jak k designu střechy tak ani požadavkům základních podmínek návrhu FVE. Podmínky, jako jsou například symetrie stringů, stejné typy FV panelů a jejich V-A charakteristik, stejné sklony a azimuty panelů, vyhýbání se stínům, pokud možno stejné teploty panelů a jejich možnost ochlazování například větráním, vytváří značně složité pole pro práci projektanta FVE a to i v případě, že takový projekt je relativně malý.

Proto je velmi důležitá volba použité FV technologie od samého počátku. Tenkovrstvé technologie panelů jsou výrazně odolnější vůči teplotám i částečnému stínění oproti klasickým poly- či mono-krystalickým křemíkovým. Vzhledem k jejich nižší účinnosti je však zapotřebí vyčlenit větší část střechy pro umístění FVE a tím i vyjde o něco dráž jejich montážní konstrukce. Ale tuto vlastnost investorovi bohatě vynahradí větší výtěžností, kdy vyrobí v průběhu roku více energie než například křemíkové krystalické technologie.

Symetrii stringů, rozdílné teploty, rozdílné úhly a azimuty ale také zastínění jednotlivých panelů můžeme značně vylepšit využitím technologie distribuovaných MPP sledovačů a DC/DC konvertorů. Ve složitých případech je možné získat takto navíc až 25% energie FVE. Taková technologie je dokonce nezbytná pro budoucí servis FVE. Jak si investor poradí, když se mu časem porouchá jeden panel a nebude moci koupit v té době na trhu totožný? A i kdyby náhoda tomu chtěla a sehnal typově shodný, nebude stejný díky časové degradaci stávajících panelů.

Ale vraťme se k původnímu tématu a tím je BIPV

Building Intergated Photovoltaics – fotovoltaika integrovaná do budov může předejít mnoha následným komplikací s návrhem FVE a současně vyhovět nejvyšším architektonickým i projekčním standardům pro vzhled a úspornou energetickou bilanci. BIPV technologie splňují kromě funkce fotovoltaiky alespoň jednu další vlastnost v oblasti obálky budov – designový fasádní prvek nad tepelnou izolaci (plné i provětrávané fasády), tepelně izolační okenní výplň, střešní krytina atd. Například ve Francii je možné za použití BIPV technologií dosáhnout na výhodnější výkupní tarify za vyrobenou elektrickou energii – FiT (Feed in Tariff).

Možnosti využití BIPV jsou velmi rozmanité. Je možné využít technologie jak z krystalického křemíku tak tenkovrstvé.

Články a panely z krystalického křemíku je možné pro účely BIPB vyrobit zcela na míru. Články mohou mít různou barvu antireflexní vrstvy či mohou být s perforací. Tyto články lze v panelech rozmístit dle požadavku architekta a rozčleněny tak, aby vyhovovaly architektonickému záměru a současně prostory kolem článků propouštěly dostatek slunečního světla dovnitř budovy. Je tak možné konstruovat pevné okenní systémy i podhledy s parametry kvalitního okna a s možností výroby elektrické energie.

Tenkovrstvé panely lze také vyrobit v rozmanitých barevných škálách, které lze uplatnit především na fasádách objektů, krytinách střech ale i oken. Používají se zde všechny tenkovrstvé technologie jako je CdTe, CIGSe, a-Si, Micromorph (a-Si/µc-Si) ale i organické FV technologie (Dye PV – organická FV barviva). Poslední tři jmenované technologie lze použít i na okna díky možné částečné propustnost pro světlo (transparenci). Částečně transparentní FV moduly mají, samozřejmě, nižší účinnost přeměny (tak jako barevné Si články), ale ploch na moderních budovách, které jsou k dispozici je tak podstatně více. Díky větší energetické výtěžnosti tenkovrstvých technologií jsou tyto vhodné i na fasády a nepříliš oslněné plochy.

Přiložený graf srovnává výtěžnosti na různých plochách a to tenkovrstvé technologie CIGS. 100% energetickou možnou výtěžnost zde vykazuje ideální střecha orientovaná k jihu pod úhlem 35° (Praha - ČR). Cca. 81% její výtěžnosti poskytuje západní střecha a 82,5% střecha východní (východ vyrobí více než západ z důvodu rozdílných teplot. Ráno je východní střecha studená, kdežto v odpoledních hodinách je západní střecha teplá). Zajímavé je, že i severní střecha poskytuje relativně využitelnou energii. Tyty rozdíly se snižují s klesajícím úhlem střechy. Dalším zajímavým srovnáním je podíl jižní fasády, která je schopna vyrobit až 2/3 energie ideální jižní střechy.

S nárůstem náročnosti legislativních požadavků (a to i na úrovni Evropské unie) je zapotřebí stále snižovat energetickou náročnost budov a to do standardů energeticky pasivních a v budoucnu i aktivních domů.

S každoročním zvyšováním nákupní ceny energií od distributorů však již nyní zákazníci chtějí snížit svoji spotřebu elektrické i tepelné energie.

A fotovoltaika jim v této snaze může elegantně pomoci.

Ing. Roman Čada

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
9 + 2 =
Odoslanie formulára