BIPV: เป็นมากกว่าโมดูลแสงอาทิตย์

PV แบบรวมอาคารได้รับการอธิบายว่าเป็นสถานที่ที่ผลิตภัณฑ์ PV ที่ไม่มีคู่แข่งพยายามเข้าถึงตลาดแต่นั่นอาจไม่ยุติธรรม Björn Rau ผู้จัดการฝ่ายเทคนิคและรองผู้อำนวยการของ PVcomB กล่าว

Helmholtz-Zentrum ในเบอร์ลิน ซึ่งเชื่อว่าการเชื่อมโยงที่ขาดหายไปในการใช้งาน BIPV อยู่ที่จุดตัดของชุมชนอาคาร อุตสาหกรรมการก่อสร้าง และผู้ผลิตเซลล์แสงอาทิตย์

จากนิตยสารพีวี

การเติบโตอย่างรวดเร็วของ PV ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาได้เข้าถึงตลาดโลกโดยมีการติดตั้งประมาณ 100 GWp ต่อปี ซึ่งหมายความว่ามีการผลิตและจำหน่ายแผงเซลล์แสงอาทิตย์ประมาณ 350 ถึง 400 ล้านชิ้นในแต่ละปีอย่างไรก็ตาม การบูรณาการเข้ากับอาคารยังคงเป็นตลาดเฉพาะกลุ่มตามรายงานล่าสุดจากโครงการวิจัย PVSITES ของ EU Horizon 2020 ระบุว่ากำลังการผลิต PV ที่ติดตั้งไว้เพียงประมาณ 2 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่ถูกรวมเข้ากับสกินอาคารในปี 2559 ตัวเลขที่จิ๋วนี้น่าทึ่งเป็นพิเศษเมื่อพิจารณาว่ามีการใช้พลังงานมากกว่า 70 เปอร์เซ็นต์CO2 ทั้งหมดที่ผลิตทั่วโลกถูกใช้ในเมืองต่างๆ และประมาณ 40 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดมาจากเขตเมือง

เพื่อจัดการกับความท้าทายด้านก๊าซเรือนกระจกนี้และเพื่อส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าในไซต์งาน รัฐสภาและสภายุโรปจึงได้ออกคำสั่ง 2010 Directive 2010/31 / EU เกี่ยวกับประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอาคาร ซึ่งเรียกว่า "อาคารที่ใช้พลังงานเป็นศูนย์ (NZEB)"คำสั่งนี้ใช้กับอาคารใหม่ทั้งหมดที่จะสร้างหลังปี 2021 สำหรับอาคารใหม่ที่จะเป็นที่ตั้งของสถาบันสาธารณะ คำสั่งนี้มีผลบังคับใช้เมื่อต้นปีนี้

ไม่มีการระบุมาตรการเฉพาะเพื่อให้ได้รับสถานะ NZEBเจ้าของอาคารสามารถพิจารณาแง่มุมต่างๆ ของประสิทธิภาพการใช้พลังงาน เช่น ฉนวน การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ และแนวคิดเรื่องการประหยัดพลังงานอย่างไรก็ตาม เนื่องจากความสมดุลของพลังงานโดยรวมของอาคารเป็นวัตถุประสงค์ด้านกฎระเบียบ การผลิตพลังงานไฟฟ้าแบบแอคทีฟในหรือรอบๆ อาคารจึงมีความจำเป็นเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานของ NZEB

ศักยภาพและความท้าทาย

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการติดตั้งระบบ PV จะมีบทบาทสำคัญในการออกแบบอาคารในอนาคตหรือการปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานของอาคารที่มีอยู่มาตรฐานของ NZEB จะเป็นแรงผลักดันในการบรรลุเป้าหมายนี้ แต่ไม่ใช่เพียงอย่างเดียวการสร้างไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบบูรณาการ (BIPV) สามารถใช้เพื่อกระตุ้นพื้นที่หรือพื้นผิวที่มีอยู่เพื่อผลิตไฟฟ้าได้ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีพื้นที่เพิ่มเติมเพื่อนำ PV เข้าสู่เขตเมืองมากขึ้นศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าสะอาดที่เกิดจาก PV แบบบูรณาการนั้นมีมหาศาลตามที่สถาบัน Becquerel ค้นพบในปี 2559 ส่วนแบ่งที่เป็นไปได้ของการผลิต BIPV ในความต้องการไฟฟ้าทั้งหมดนั้นมีมากกว่า 30 เปอร์เซ็นต์ในเยอรมนีและสำหรับประเทศทางใต้อื่นๆ (เช่น อิตาลี) แม้กระทั่งประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์

แต่เหตุใดโซลูชัน BIPV จึงยังคงมีบทบาทเพียงเล็กน้อยในธุรกิจพลังงานแสงอาทิตย์เหตุใดจึงไม่ค่อยได้รับการพิจารณาในโครงการก่อสร้าง?

เพื่อตอบคำถามเหล่านี้ ศูนย์วิจัย Helmholtz-Zentrum Research Center Berlin (HZB) ของเยอรมนีได้ทำการวิเคราะห์ความต้องการในปีที่แล้วโดยจัดเวิร์กช็อปและสื่อสารกับผู้มีส่วนได้ส่วนเสียจากทุกด้านของ BIPVผลการวิจัยพบว่าไม่มีการขาดเทคโนโลยีในตัว

ที่การประชุมเชิงปฏิบัติการ HZB ผู้คนจำนวนมากจากอุตสาหกรรมการก่อสร้างที่กำลังดำเนินโครงการก่อสร้างหรือปรับปรุงใหม่ ยอมรับว่ายังมีช่องว่างความรู้เกี่ยวกับศักยภาพของ BIPV และเทคโนโลยีสนับสนุนสถาปนิก นักวางแผน และเจ้าของอาคารส่วนใหญ่ไม่มีข้อมูลเพียงพอที่จะบูรณาการเทคโนโลยี PV เข้ากับโครงการของตนจึงมีข้อจำกัดมากมายเกี่ยวกับ BIPV เช่น การออกแบบที่น่าดึงดูด ต้นทุนสูง และความซับซ้อนที่ห้ามปรามเพื่อเอาชนะความเข้าใจผิดที่ชัดเจนเหล่านี้ ความต้องการของสถาปนิกและเจ้าของอาคารจะต้องอยู่ในระดับแนวหน้า และการทำความเข้าใจว่าผู้มีส่วนได้ส่วนเสียเหล่านี้มอง BIPV อย่างไรจะต้องเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก

การเปลี่ยนแปลงความคิด

BIPV แตกต่างจากระบบพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาทั่วไปหลายประการ ซึ่งไม่จำเป็นต้องมีความคล่องตัวหรือคำนึงถึงแง่มุมด้านสุนทรียภาพหากผลิตภัณฑ์ได้รับการพัฒนาเพื่อบูรณาการเข้ากับองค์ประกอบของอาคาร ผู้ผลิตจำเป็นต้องพิจารณาใหม่สถาปนิก ช่างก่อสร้าง และผู้พักอาศัยในอาคารคาดหวังการใช้งานแบบเดิมในสกินอาคารจากมุมมองของพวกเขา การผลิตไฟฟ้าถือเป็นคุณสมบัติเพิ่มเติมนอกจากนี้ ผู้พัฒนาองค์ประกอบ BIPV แบบมัลติฟังก์ชั่นยังต้องพิจารณาประเด็นต่อไปนี้ด้วย

- การพัฒนาโซลูชันแบบกำหนดเองที่คุ้มต้นทุนสำหรับองค์ประกอบอาคารที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ โดยมีขนาด รูปร่าง สี และความโปร่งใสแปรผัน

- การพัฒนามาตรฐานและราคาที่น่าดึงดูด (เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องมือการวางแผนที่กำหนดไว้ เช่น Building Information Modeling (BIM)

- การบูรณาการองค์ประกอบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เข้ากับองค์ประกอบส่วนหน้าอาคารแบบใหม่ ผ่านการผสมผสานระหว่างวัสดุก่อสร้างและองค์ประกอบที่สร้างพลังงาน

- มีความยืดหยุ่นสูงต่อเงาชั่วคราว (เฉพาะที่)

- ความเสถียรในระยะยาวและการเสื่อมสภาพของความเสถียรในระยะยาวและกำลังขับ เช่นเดียวกับความเสถียรในระยะยาวและการเสื่อมสภาพของรูปลักษณ์ (เช่น ความเสถียรของสี)

- การพัฒนาแนวคิดในการติดตามและบำรุงรักษาเพื่อปรับให้เข้ากับสภาวะเฉพาะของไซต์งาน (การพิจารณาความสูงในการติดตั้ง การเปลี่ยนโมดูลที่ชำรุดหรือองค์ประกอบของส่วนหน้าอาคาร)

- และการปฏิบัติตามข้อกำหนดทางกฎหมาย เช่น ความปลอดภัย (รวมถึงการป้องกันอัคคีภัย) รหัสอาคาร รหัสพลังงาน ฯลฯ、