אנרגיה פוטו-וולטאית משולבת בניין תוארה כמקום שבו מוצרי פוטו-וולטאיים לא תחרותיים מנסים להגיע לשוק. אבל זה אולי לא הוגן, אומר ביורן ראו, מנהל טכני וסגן מנהל PVcomB ב...
הלמהולץ-צנטרום בברלין, שמאמין שהחוליה החסרה בפריסת BIPV טמונה בצומת שבין קהילת הבנייה, תעשיית הבנייה ויצרני PV.
ממגזין PV
הצמיחה המהירה של אנרגיה פוטו-וולטאית בעשור האחרון הגיעה לשוק עולמי של כ-100 ג'יגה-וואט-פול מותקנים בשנה, מה שאומר שמיוצרים ונמכרים כ-350 עד 400 מיליון מודולים סולאריים מדי שנה. עם זאת, שילובם בבניינים עדיין מהווה שוק נישה. על פי דו"ח שפורסם לאחרונה על ידי פרויקט המחקר PVSITES של האיחוד האירופי Horizon 2020, רק כ-2% מהקיבולת הפוטו-וולטאית המותקנת שולבה במעטפות בניינים בשנת 2016. נתון זעום זה בולט במיוחד בהתחשב בכך שיותר מ-70% מהאנרגיה נצרכת. כל ה-CO2 המיוצר ברחבי העולם נצרך בערים, וכ-40 עד 50% מכלל פליטות גזי החממה מגיעות מאזורים עירוניים.
כדי להתמודד עם אתגר גזי החממה הזה ולקדם ייצור חשמל באתרי אינטרנט, הפרלמנט האירופי והמועצה הציגו את הנחיית 2010/31/EU משנת 2010 בנושא ביצועי האנרגיה של מבנים, שנועדה להיות "מבנים קרובים לאפס אנרגיה (NZEB)". ההנחיה חלה על כל המבנים החדשים שייבנו לאחר 2021. עבור מבנים חדשים המיועדים לאכלס מוסדות ציבור, ההנחיה נכנסה לתוקף בתחילת השנה הנוכחית.
לא צוינו אמצעים ספציפיים להשגת מעמד של אזור NZEB. בעלי בניינים יכולים לשקול היבטים של יעילות אנרגטית כגון בידוד, שחזור חום וקונספטים לחיסכון באנרגיה. עם זאת, מכיוון שמאזן האנרגיה הכולל של בניין הוא המטרה הרגולטורית, ייצור אנרגיה חשמלית פעיל בתוך הבניין או סביבו חיוני כדי לעמוד בתקני NZEB.
פוטנציאל ואתגרים
אין ספק כי יישום מערכות פוטו-וולטאיות ימלא תפקיד חשוב בתכנון מבנים עתידיים או בשיפוץ תשתיות מבנים קיימות. תקן NZEB יהיה כוח מניע בהשגת מטרה זו, אך לא לבדו. ניתן להשתמש במערכות פוטו-וולטאיות משולבות בבניינים (BIPV) כדי להפעיל אזורים או משטחים קיימים לייצור חשמל. לפיכך, אין צורך בשטח נוסף כדי להביא יותר אנרגיה פוטו-וולטאית לאזורים עירוניים. הפוטנציאל לחשמל נקי המיוצר על ידי מערכות פוטו-וולטאיות משולבות הוא עצום. כפי שמצא מכון בקרל בשנת 2016, החלק הפוטנציאלי של ייצור BIPV בביקוש הכולל לחשמל הוא יותר מ-30 אחוז בגרמניה, ובמדינות דרומיות יותר (למשל איטליה) אף כ-40 אחוז.
אבל מדוע פתרונות BIPV עדיין ממלאים תפקיד שולי בלבד בעסקי האנרגיה הסולארית? מדוע הם כמעט ולא נלקחו בחשבון בפרויקטים של בנייה עד כה?
כדי לענות על שאלות אלו, מרכז המחקר הגרמני הלמהולץ-צנטרום בברלין (HZB) ערך ניתוח ביקוש בשנה שעברה על ידי ארגון סדנה ותקשורת עם בעלי עניין מכל תחומי BIPV. התוצאות הראו כי אין מחסור בטכנולוגיה כשלעצמה.
בסדנת HZB, אנשים רבים מענף הבנייה, המבצעים פרויקטים חדשים של בנייה או שיפוץ, הודו כי קיימים פערים בידע בנוגע לפוטנציאל של BIPV ולטכנולוגיות התומכות. לרוב האדריכלים, המתכננים ובעלי הבניינים פשוט אין מספיק מידע כדי לשלב טכנולוגיית BIPV בפרויקטים שלהם. כתוצאה מכך, ישנן הסתייגויות רבות לגבי BIPV, כגון העיצוב המושך, העלות הגבוהה והמורכבות האוסרת. כדי להתגבר על תפיסות מוטעות לכאורה אלו, צרכי האדריכלים ובעלי הבניינים חייבים להיות בחזית, והבנה של האופן שבו בעלי עניין אלה רואים את BIPV חייבת להיות בראש סדר העדיפויות.
שינוי חשיבה
מערכות סולאריות BIPV שונות במובנים רבים ממערכות סולאריות קונבנציונליות על גגות, שאינן דורשות גמישות או התחשבות בהיבטים אסתטיים. אם מפותחים מוצרים לשילוב באלמנטים של בניין, יצרנים צריכים לשקול מחדש. אדריכלים, בנאים ודיירי בניין מצפים בתחילה לפונקציונליות קונבנציונלית במעטפת הבניין. מנקודת מבטם, ייצור חשמל הוא מאפיין נוסף. בנוסף לכך, מפתחי אלמנטים רב-תכליתיים של BIPV היו צריכים לשקול את ההיבטים הבאים.
- פיתוח פתרונות מותאמים אישית וחסכוניים עבור אלמנטים של בנייה פעילה סולארית בגדלים, צורות, צבעים ושקיפות משתנים.
- פיתוח סטנדרטים ומחירים אטרקטיביים (באופן אידיאלי עבור כלי תכנון מבוססים, כגון בניית מודלים של מידע מבנים (BIM).
- שילוב אלמנטים פוטו-וולטאיים באלמנטים חדשניים של חזית באמצעות שילוב של חומרי בניין ואלמנטים לייצור אנרגיה.
- עמידות גבוהה בפני צללים זמניים (מקומיים).
- יציבות ופגיעה ביציבות ובתפוקת הכוח לטווח ארוך, כמו גם יציבות ופגיעה במראה לטווח ארוך (למשל, יציבות צבע).
- פיתוח תפיסות ניטור ותחזוקה להתאמה לתנאים הספציפיים לאתר (התחשבות בגובה ההתקנה, החלפת מודולים או אלמנטים פגומים בחזית).
- ועמידה בדרישות חוקיות כגון בטיחות (כולל כיבוי אש), חוקי בנייה, חוקי אנרגיה וכו'.
זמן פרסום: 09 דצמבר 2022