Τα ενσωματωμένα σε κτίρια φωτοβολταϊκά έχουν περιγραφεί ως ένα μέρος όπου μη ανταγωνιστικά φωτοβολταϊκά προϊόντα προσπαθούν να φτάσουν στην αγορά. Αλλά αυτό μπορεί να μην είναι δίκαιο, λέει ο Björn Rau, τεχνικός διευθυντής και αναπληρωτής διευθυντής της PVcomB στην...
Helmholtz-Zentrum στο Βερολίνο, ο οποίος πιστεύει ότι ο χαμένος κρίκος στην ανάπτυξη των BIPV βρίσκεται στη διασταύρωση της κατασκευαστικής κοινότητας, της κατασκευαστικής βιομηχανίας και των κατασκευαστών φωτοβολταϊκών.
Από το περιοδικό PV
Η ραγδαία ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών την τελευταία δεκαετία έχει φτάσει σε μια παγκόσμια αγορά περίπου 100 GWp εγκατεστημένων ετησίως, πράγμα που σημαίνει ότι περίπου 350 έως 400 εκατομμύρια ηλιακές μονάδες παράγονται και πωλούνται κάθε χρόνο. Ωστόσο, η ενσωμάτωσή τους σε κτίρια εξακολουθεί να αποτελεί μια εξειδικευμένη αγορά. Σύμφωνα με πρόσφατη έκθεση του ερευνητικού έργου PVSITES του προγράμματος «Ορίζοντας 2020» της ΕΕ, μόνο περίπου το 2% της εγκατεστημένης ισχύος φωτοβολταϊκών ενσωματώθηκε σε κτιριακές επιφάνειες το 2016. Αυτό το μικροσκοπικό ποσοστό είναι ιδιαίτερα εντυπωσιακό αν λάβουμε υπόψη ότι καταναλώνεται περισσότερο από το 70% της ενέργειας. Όλο το CO2 που παράγεται παγκοσμίως καταναλώνεται στις πόλεις και περίπου το 40 έως 50% όλων των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου προέρχεται από αστικές περιοχές.
Για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης των αερίων του θερμοκηπίου και για την προώθηση της επιτόπιας παραγωγής ενέργειας, το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο και το Συμβούλιο εισήγαγαν την Οδηγία 2010/31/ΕΕ του 2010 σχετικά με την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων, η οποία σχεδιάστηκε ως «Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (NZEB)». Η οδηγία ισχύει για όλα τα νέα κτίρια που θα κατασκευαστούν μετά το 2021. Για τα νέα κτίρια που πρόκειται να στεγάσουν δημόσιους φορείς, η οδηγία τέθηκε σε ισχύ στις αρχές του τρέχοντος έτους.
Δεν καθορίζονται συγκεκριμένα μέτρα για την επίτευξη του καθεστώτος ΚΣΜΚΕ. Οι ιδιοκτήτες κτιρίων μπορούν να εξετάσουν πτυχές της ενεργειακής απόδοσης, όπως η μόνωση, η ανάκτηση θερμότητας και οι έννοιες εξοικονόμησης ενέργειας. Ωστόσο, δεδομένου ότι το συνολικό ενεργειακό ισοζύγιο ενός κτιρίου είναι ο κανονιστικός στόχος, η ενεργός παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας εντός ή γύρω από το κτίριο είναι απαραίτητη για την τήρηση των προτύπων ΚΣΜΚΕ.
Δυνατότητες και προκλήσεις
Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η εφαρμογή φωτοβολταϊκών συστημάτων θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στον σχεδιασμό μελλοντικών κτιρίων ή στην αναβάθμιση υφιστάμενων υποδομών κτιρίων. Το πρότυπο NZEB θα αποτελέσει κινητήρια δύναμη για την επίτευξη αυτού του στόχου, αλλά όχι μόνο του. Τα ενσωματωμένα φωτοβολταϊκά συστήματα κτιρίων (BIPV) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ενεργοποίηση υφιστάμενων περιοχών ή επιφανειών για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Έτσι, δεν απαιτείται επιπλέον χώρος για την εισαγωγή περισσότερων φωτοβολταϊκών συστημάτων σε αστικές περιοχές. Το δυναμικό για καθαρή ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ενσωματωμένα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι τεράστιο. Όπως διαπίστωσε το Ινστιτούτο Becquerel το 2016, το πιθανό μερίδιο της παραγωγής BIPV στη συνολική ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας είναι πάνω από 30% στη Γερμανία και για πιο νότιες χώρες (π.χ. Ιταλία) ακόμη και περίπου 40%.
Αλλά γιατί οι λύσεις BIPV εξακολουθούν να παίζουν μόνο περιθωριακό ρόλο στην ηλιακή βιομηχανία; Γιατί σπάνια έχουν ληφθεί υπόψη σε κατασκευαστικά έργα μέχρι στιγμής;
Για να απαντήσει σε αυτά τα ερωτήματα, το γερμανικό ερευνητικό κέντρο Helmholtz-Zentrum του Βερολίνου (HZB) διεξήγαγε πέρυσι ανάλυση ζήτησης διοργανώνοντας ένα εργαστήριο και επικοινωνώντας με ενδιαφερόμενους φορείς από όλους τους τομείς των BIPV. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι δεν υπάρχει έλλειψη τεχνολογίας αυτή καθαυτή.
Στο εργαστήριο του HZB, πολλά άτομα από τον κατασκευαστικό κλάδο, που εκτελούν νέα έργα κατασκευής ή ανακαίνισης, παραδέχτηκαν ότι υπάρχουν κενά γνώσης σχετικά με τις δυνατότητες των BIPV και των υποστηρικτικών τεχνολογιών. Οι περισσότεροι αρχιτέκτονες, πολεοδόμοι και ιδιοκτήτες κτιρίων απλώς δεν έχουν αρκετές πληροφορίες για να ενσωματώσουν την τεχνολογία φωτοβολταϊκών στα έργα τους. Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν πολλές επιφυλάξεις σχετικά με τα BIPV, όπως ο ελκυστικός σχεδιασμός, το υψηλό κόστος και η απαγορευτική πολυπλοκότητα. Για να ξεπεραστούν αυτές οι φαινομενικές παρανοήσεις, οι ανάγκες των αρχιτεκτόνων και των ιδιοκτητών κτιρίων πρέπει να βρίσκονται στην πρώτη γραμμή και η κατανόηση του πώς αυτά τα ενδιαφερόμενα μέρη βλέπουν τα BIPV πρέπει να αποτελεί προτεραιότητα.
Μια αλλαγή νοοτροπίας
Τα BIPV διαφέρουν από πολλές απόψεις από τα συμβατικά ηλιακά συστήματα στέγης, τα οποία δεν απαιτούν ούτε ευελιξία ούτε εξέταση των αισθητικών πτυχών. Εάν τα προϊόντα αναπτύσσονται για ενσωμάτωση σε δομικά στοιχεία, οι κατασκευαστές πρέπει να το επανεξετάσουν. Οι αρχιτέκτονες, οι κατασκευαστές και οι ένοικοι των κτιρίων αναμένουν αρχικά συμβατική λειτουργικότητα στο περίβλημα του κτιρίου. Από την άποψή τους, η παραγωγή ενέργειας είναι μια πρόσθετη ιδιότητα. Επιπλέον, οι κατασκευαστές πολυλειτουργικών στοιχείων BIPV έπρεπε να λάβουν υπόψη τις ακόλουθες πτυχές.
- Ανάπτυξη οικονομικά αποδοτικών, εξατομικευμένων λύσεων για ηλιακά ενεργά δομικά στοιχεία με μεταβλητό μέγεθος, σχήμα, χρώμα και διαφάνεια.
- Ανάπτυξη προτύπων και ελκυστικών τιμών (ιδανικά για καθιερωμένα εργαλεία σχεδιασμού, όπως η Μοντελοποίηση Πληροφοριών Κτιρίου (BIM).
- Ενσωμάτωση φωτοβολταϊκών στοιχείων σε καινοτόμα στοιχεία πρόσοψης μέσω συνδυασμού δομικών υλικών και στοιχείων παραγωγής ενέργειας.
- Υψηλή ανθεκτικότητα σε προσωρινές (τοπικές) σκιές.
- Μακροπρόθεσμη σταθερότητα και υποβάθμιση της μακροπρόθεσμης σταθερότητας και της ισχύος εξόδου, καθώς και μακροπρόθεσμη σταθερότητα και υποβάθμιση της εμφάνισης (π.χ. σταθερότητα χρώματος).
- Ανάπτυξη σχεδίων παρακολούθησης και συντήρησης για την προσαρμογή στις συνθήκες του χώρου (λαμβάνοντας υπόψη το ύψος εγκατάστασης, αντικατάσταση ελαττωματικών μονάδων ή στοιχείων πρόσοψης).
- και συμμόρφωση με τις νομικές απαιτήσεις όπως η ασφάλεια (συμπεριλαμβανομένης της πυροπροστασίας), οι οικοδομικοί κανονισμοί, οι ενεργειακοί κανονισμοί κ.λπ.
Ώρα δημοσίευσης: 09-Δεκ-2022