Byggnadsintegrerad solcellsteknik har beskrivits som en plats där icke-konkurrenskraftiga solcellsprodukter försöker nå marknaden. Men det kanske inte är rättvist, säger Björn Rau, teknisk chef och biträdande direktör för PVcomB på
Helmholtz-Zentrum i Berlin, som anser att den saknade länken i utbyggnaden av solcellspaneler (BIPV) ligger i skärningspunkten mellan byggbranschen, byggbranschen och solcellstillverkare.
Från PV Magazine
Den snabba tillväxten av solceller under det senaste decenniet har nått en global marknad på cirka 100 GWp installerade per år, vilket innebär att cirka 350 till 400 miljoner solmoduler produceras och säljs varje år. Att integrera dem i byggnader är dock fortfarande en nischmarknad. Enligt en färsk rapport från EU:s forskningsprojekt Horizon 2020, PVSITES, integrerades endast cirka 2 procent av den installerade solcellskapaciteten i byggnaders ytskikt år 2016. Denna minimala siffra är särskilt slående med tanke på att mer än 70 procent av energin förbrukas. All koldioxid som produceras världen över förbrukas i städer, och cirka 40 till 50 procent av alla utsläpp av växthusgaser kommer från stadsområden.
För att hantera denna utmaning med växthusgaser och för att främja kraftproduktion på plats, införde Europaparlamentet och rådet 2010 direktiv 2010/31/EU om byggnaders energiprestanda, utformat som ”Nära-nollenergibyggnader” (NZEB). Direktivet gäller alla nya byggnader som ska byggas efter 2021. För nya byggnader som ska inrymma offentliga institutioner trädde direktivet i kraft i början av året.
Inga specifika åtgärder specificeras för att uppnå NZEB-status. Byggnadsägare kan överväga aspekter av energieffektivitet såsom isolering, värmeåtervinning och energibesparande koncept. Eftersom en byggnads övergripande energibalans är det reglerande målet är aktiv elproduktion i eller runt byggnaden avgörande för att uppfylla NZEB-standarderna.
Potential och utmaningar
Det råder ingen tvekan om att implementeringen av solceller kommer att spela en viktig roll i utformningen av framtida byggnader eller ombyggnaden av befintlig byggnadsinfrastruktur. NZEB-standarden kommer att vara en drivkraft för att uppnå detta mål, men inte ensam. Byggnadsintegrerade solceller (BIPV) kan användas för att aktivera befintliga områden eller ytor för att producera el. Således behövs inget ytterligare utrymme för att få in mer solceller i stadsområden. Potentialen för ren el genererad av integrerade solceller är enorm. Som Becquerel-institutet konstaterade 2016 är den potentiella andelen av BIPV-produktion av den totala elefterfrågan mer än 30 procent i Tyskland och för sydligare länder (t.ex. Italien) till och med cirka 40 procent.
Men varför spelar BIPV-lösningar fortfarande bara en marginell roll i solenergibranschen? Varför har de sällan beaktats i byggprojekt hittills?
För att besvara dessa frågor genomförde det tyska Helmholtz-Zentrum Research Center Berlin (HZB) en efterfrågeanalys förra året genom att organisera en workshop och kommunicera med intressenter från alla områden inom BIPV. Resultaten visade att det inte råder någon brist på teknik i sig.
På HZB-workshopen medgav många från byggbranschen, som genomför nybyggnation eller renoveringsprojekt, att det finns kunskapsluckor gällande potentialen hos BIPV och de stödjande teknikerna. De flesta arkitekter, planerare och byggherrar har helt enkelt inte tillräckligt med information för att integrera PV-teknik i sina projekt. Som ett resultat finns det många reservationer kring BIPV, såsom den lockande designen, den höga kostnaden och den oöverkomliga komplexiteten. För att övervinna dessa uppenbara missuppfattningar måste arkitekternas och byggherrarnas behov stå i förgrunden, och en förståelse för hur dessa intressenter ser på BIPV måste prioriteras.
En förändring av tankesätt
BIPV skiljer sig på många sätt från konventionella solcellssystem på taket, vilka varken kräver mångsidighet eller hänsyn till estetiska aspekter. Om produkter utvecklas för integration i byggnadselement måste tillverkare tänka om. Arkitekter, byggare och byggnadsanvändare förväntar sig initialt konventionell funktionalitet i byggnadens yta. Ur deras synvinkel är elproduktion en ytterligare egenskap. Utöver detta var utvecklare av multifunktionella BIPV-element tvungna att beakta följande aspekter.
- Utveckla kostnadseffektiva kundanpassade lösningar för solaktiva byggnadselement med variabel storlek, form, färg och transparens.
- Utveckling av standarder och attraktiva priser (idealiskt för etablerade planeringsverktyg, såsom byggnadsinformationsmodellering (BIM).
- Integrering av solcellselement i nya fasadelement genom en kombination av byggmaterial och energiproducerande element.
- Hög motståndskraft mot tillfälliga (lokala) skuggor.
- Långsiktig stabilitet och försämring av långsiktig stabilitet och effekt, samt långsiktig stabilitet och försämring av utseende (t.ex. färgstabilitet).
- Utveckling av övervaknings- och underhållskoncept för anpassning till platsspecifika förhållanden (hänsyn till installationshöjd, utbyte av defekta moduler eller fasadelement).
- och efterlevnad av lagkrav såsom säkerhet (inklusive brandskydd), byggregler, energiregler etc.
Publiceringstid: 9 december 2022