Οδηγός Αρχιτέκτονα για: Φωτοβολταϊκά

0
Οδηγός Αρχιτέκτονα για: Φωτοβολταϊκά

Η αξιότιμη κριτική επιτροπή μας εξετάζει τώρα τις υποβολές για το φετινό Βραβεία A+Product. Μείνετε συντονισμένοι για την ανακοίνωση του νικητή αργότερα αυτό το καλοκαίρι.

Τα φωτοβολταϊκά — επίσης γνωστά ως ηλιακά πάνελ — είναι μία από τις πιο αξιόπιστες μεθόδους για την παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας στον κόσμο. Χρησιμοποιώντας μια σειρά από φωτοβολταϊκά στοιχεία, αυτές οι τεχνολογίες απορροφούν και μετατρέπουν το ηλιακό φως σε καθαρή, χρησιμοποιήσιμη ηλεκτρική ενέργεια.

Κάθε φορά που ενσωματώνουμε φωτοβολταϊκά σε ένα έργο, ένα από τα πρώτα βήματα είναι ο καθορισμός του μεγέθους του συστήματος και της ποσότητας της ενέργειας του κτιρίου που θα υποστηρίξει. Επομένως, είναι σημαντικό να μιλήσετε με τον κατασκευαστή σας σχετικά με το πού βρίσκεται το έργο σας, πόσο ήλιο θα λάβει και τη συνολική ηλεκτρική ζήτηση του κτιρίου. Μερικές πρόσθετες ερωτήσεις που μπορεί να θέλετε να κάνετε στον εαυτό σας είναι εάν προτιμάτε ένα σύστημα που τοποθετείται στην οροφή ή ένα που βρίσκεται στην κορυφή μιας σκιερής κατασκευής ή εξάρτημα, καθώς και εάν οι κυψέλες πρέπει να είναι κατασκευασμένες από μονοκρυσταλλικό, πολυκρυσταλλικό ή άμορφο πυρίτιο.

Για να σας βοηθήσουμε να επιλέξετε το σωστό φωτοβολταϊκό σύστημα για το επόμενο έργο σας, περιγράψαμε τις διαθέσιμες επιλογές, μαζί με ορισμένους θεμελιώδεις παράγοντες που σχετίζονται με την αισθητική και την απόδοση που πρέπει να λάβουν υπόψη οι αρχιτέκτονες.

Φωτοβολταϊκά Συστήματα

Συστήματα που συνδέονται με το δίκτυο: Τα συστήματα που είναι συνδεδεμένα στο δίκτυο λειτουργούν μόνο όταν είναι διαθέσιμο το βοηθητικό πρόγραμμα. Δεδομένου ότι οι διακοπές λειτουργίας είναι σπάνιες, αυτά τα συστήματα παρέχουν συνήθως τη μεγαλύτερη εξοικονόμηση πόρων στον ιδιοκτήτη του κτιρίου. Ωστόσο, σε περίπτωση διακοπής λειτουργίας, το σύστημα θα σβήσει μέχρι να αποκατασταθεί η παροχή ρεύματος. Τα στοιχεία ενός συστήματος συνδεδεμένου στο δίκτυο περιλαμβάνουν συνήθως:

  • Φ/Β μονάδα: Αυτό αναφέρεται σε περιβαλλοντικά σφραγισμένες συλλογές Φ/Β Κυψελών που μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια. η πιο κοινή φωτοβολταϊκή μονάδα έχει μέγεθος 5 έως 25 τετραγωνικά πόδια
  • Φ/Β Συστοιχία: Μια Φ/Β συστοιχία είναι μια συλλογή από φωτοβολταϊκά πάνελ, τα οποία συνήθως περιέχουν τέσσερις ή περισσότερες φωτοβολταϊκές μονάδες που συνδέονται μεταξύ τους με αντηρίδες. Μια συστοιχία είναι μια πλήρης μονάδα παραγωγής ενέργειας και είναι συνήθως περίπου 20 έως 35 τετραγωνικά πόδια.
  • Ισοζύγιο Εξοπλισμού Συστήματος: Αυτό αναφέρεται στα συστήματα τοποθέτησης και καλωδίωσης που χρησιμοποιούνται για την ενσωμάτωση των ηλιακών μονάδων στα δομικά και ηλεκτρικά συστήματα του σπιτιού.
  • Μετατροπέας DC-AC: Τμετατρέπει την ισχύ συνεχούς ρεύματος από τη φωτοβολταϊκή γεννήτρια σε τυπική ισχύ AC που καταναλώνεται από τα κτίρια. Το μέγεθός του καθορίζεται από την ηλεκτρική ζήτηση του κτιρίου.
  • Μετρητές: Οι μετρητές δείχνουν how το σύστημα λειτουργεί και μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την κατανάλωση ενέργειας του κτιρίου.

Απομακρυσμένα συστήματα: Τα απομακρυσμένα συστήματα ενσωματώνουν αποθήκευση ενέργειας με τη μορφή μπαταριών και έτσι μπορούν να λειτουργήσουν σε περίπτωση διακοπής της ηλεκτρικής ενέργειας. Εκτός από τα εξαρτήματα που αναφέρονται παραπάνω, τα απομακρυσμένα συστήματα περιλαμβάνουν επίσης μπαταρίες, περιβλήματα μπαταριών, ελεγκτές φόρτισης μπαταρίας και ξεχωριστούς υποπίνακες για κυκλώματα κρίσιμου φορτίου.

φωτοβολταϊκά

Εγκατάσταση ηλιακών πάνελ μέσω Evergreen Solar

Αισθητική

Υπάρχουν πολλές επιλογές για την τοποθέτηση ενός φωτοβολταϊκού συστήματος σε ένα κτίριο, καθώς και νέες ευκαιρίες για συστήματα που ενσωματώνονται απρόσκοπτα στα εξαρτήματα του κτιρίου. Για περαιτέρω οπτική έμπνευση, ρίξτε μια ματιά στη συλλογή του Architizer Ακτίνες αιχμής: 6 εκπληκτικές φωτοβολταϊκές προσόψεις. Εδώ είναι μερικές από τις πιο κοινές επιλογές:

Ταράτσα: Αυτά τα φωτοβολταϊκά συστήματα ενσωματώνουν ηλιακούς συλλέκτες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην οροφή κτιριακών κατασκευών και είναι συχνά μερικοί από τους πιο βολικούς τρόπους για την ενσωμάτωση φωτοβολταϊκών σε ένα σχέδιο. Για γωνιακές στέγες, το φωτοβολταϊκό σύστημα μπορεί να τοποθετηθεί πάνω και παράλληλα προς την επιφάνεια της οροφής με απόσταση αρκετών ιντσών για σκοπούς ψύξης. Σε περιπτώσεις μη βέλτιστων γωνιών ή επίπεδων στεγών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξεχωριστή κατασκευή για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης βελτιστοποιώντας τη γωνία κλίσης προς τον ήλιο.

Όταν ενσωματώνετε προϊόντα φωτοβολταϊκών ταράτσας, είναι σημαντικό να μιλήσετε με τον κατασκευαστή σας σχετικά με τα υλικά στέγης που θα περιλαμβάνει το κτίριο. Τα βαρύτερα υλικά, όπως η τοιχοποιία, είναι συχνά δομικά σχεδιασμένα ώστε να είναι κοντά στο όριο της ικανότητας τους να φέρουν βάρος. Σε αυτές τις περιπτώσεις, μπορεί να χρειαστεί η μετάβαση σε ένα ελαφρύτερο προϊόν, όπως σύνθετα βότσαλα, σε περιοχές όπου θα τοποθετηθούν πρόσθετα φωτοβολταϊκά συστήματα.

Φωτοβολταϊκά σκίαστρα: Αυτή η επιλογή περιλαμβάνει μερική ή πλήρη ενσωμάτωση μιας φωτοβολταϊκής συστοιχίας σε μια κατασκευή, όπως ένα κάλυμμα βεράντας ή σκιάστρου. Οι εκτεταμένοι ανεμπόδιστοι χώροι, όπως οι χώροι στάθμευσης και άλλοι εξωτερικοί χώροι, είναι ιδανικοί για τέτοιου είδους συστήματα. Γενικά, ωστόσο, αυτός ο τύπος τοποθέτησης είναι μια πιο δαπανηρή επιλογή από την τοποθέτηση σε στέγη και μπορεί να απαιτήσει περισσότερη συντήρηση, καθώς μπορεί να είναι πιο επιρρεπείς στη βλάστηση και στα αμπέλια που αναπτύσσονται στις μονάδες και στις καλωδιώσεις.

φωτοβολταϊκά

Διεθνές Σχολείο Κοπεγχάγης από την CF Møller Architects

Ολοκληρωμένα Φωτοβολταϊκά Κτιρίων (BIPV): Τα BIPV αντικαθιστούν ορισμένα από τα πιο συμβατικά Φ/Β προϊόντα με ενσωματωμένες μονάδες, επιτρέποντας νέους και αισθητικά ευχάριστους τρόπους ενσωμάτωσης συστημάτων εξοικονόμησης ενέργειας. Τα προϊόντα που διατίθενται στο εμπόριο περιλαμβάνουν πλάκες οροφής και προϊόντα στέγης από μέταλλο όρθιας ραφής.

φωτοβολταϊκά ηλιακή στέγη

Ένα τυπικό παράδειγμα συστήματος στέγης BIPV. μέσω KOUKUUJINJA

Πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή για να διασφαλιστεί ότι αυτά τα προϊόντα έχουν εγκατασταθεί σωστά, φέρουν τις απαραίτητες βαθμολογίες πυρκαγιάς και δεν προκαλούν διαρροές στην οροφή. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα BIPV, ανατρέξτε στις μελέτες περιπτώσεων του Architizer: Πίσω από το σχέδιο: Πώς λειτουργούν πραγματικά τα ηλιακά κεραμίδια και Πώς οι αρχιτέκτονες CF Møller άλλαξαν την όψη των ηλιακών συλλεκτών που ενσωματώνονται σε κτίρια.

Πίσω φύλλο: Οι συστοιχίες φωτοβολταϊκών μπορούν να συνδυαστούν με την οροφή ενός κτιρίου προσαρμόζοντας το χρώμα του πλαισίου της μονάδας και του κάτω φύλλου. Οι μονάδες με μαύρο σκελετό και μαύρα οπίσθια φύλλα συγχωνεύονται οπτικά με μια σκουρόχρωμη επιφάνεια στέγης, ενώ τα χάλκινα πλαίσια μπορεί να ταιριάζουν καλά με πήλινα κεραμίδια στέγης ή καφέ βότσαλα ή μέταλλο. Οι μονάδες είναι επίσης διαθέσιμες με πλαίσιο ή χωρίς πλαίσιο.

Χρώμα κελιού: Τα μονοκρυσταλλικά κύτταρα τείνουν να είναι σκούρα και ματ, τα πολυκρυσταλλικά κύτταρα φαίνονται πιο αστραφτερά και τα άμορφα κύτταρα πιο ημιδιαφανή. Οι μονοκρυσταλλικές κυψέλες είναι επίσης διαθέσιμες σε χρυσό, ματζέντα, μπλε ατσάλινο και σκούρο μπλε, αν και αυτός ο τύπος αλλαγής χρώματος συνήθως οδηγεί σε χαμηλότερη ενεργειακή απόδοση, οπουδήποτε από 3 έως 4 τοις εκατό.

Αναζήτηση για κατασκευαστές ηλιακών συλλεκτών

Εκτέλεση

Υλικό: Οι φωτοβολταϊκές μονάδες διατίθενται σε διάφορα υλικά και τεχνολογίες, τα οποία ποικίλλουν ως προς τα επίπεδα απόδοσης τους. Σήμερα, τα τρία πιο κοινά είναι το μονοκρυσταλλικό, το πολυκρυσταλλικό και το άμορφο λεπτό φιλμ.

  • Μονοκρυσταλλικό: Τα μονοκρυσταλλικά πάνελ είναι τα παλαιότερα, πιο ανεπτυγμένα και ακριβότερα από τις τρεις τεχνολογίες. Δημιουργημένο από μια συνεχή κρυσταλλική δομή, το μονοκρυσταλλικό επιτυγχάνει τους πιο αποτελεσματικούς ρυθμούς μετατροπής του ηλιακού φωτός, με μέσους όρους απόδοσης από 15 έως 20 τοις εκατό.
  • Πολυκρυσταλλικό: Τα τελευταία χρόνια, το πολυκρυσταλλικό έχει γίνει η κυρίαρχη τεχνολογία για ηλιακούς συλλέκτες σε οικιακή κλίμακα, λόγω των φθηνότερων μεθόδων παραγωγής τους σε σύγκριση με τα μονοκρυσταλλικά. Παρά το γεγονός ότι στο παρελθόν θεωρούνταν κατώτερα, τα πολυκρυσταλλικά κύτταρα φτάνουν τώρα πολύ παρόμοια επίπεδα απόδοσης με τα μονοκρυσταλλικά κύτταρα.
  • Thin Film Amorphous: Τα πάνελ λεπτής μεμβράνης περιλαμβάνουν μια εντελώς διαφορετική τεχνολογία από τα μονοκρυσταλλικά και τα πολυκρυσταλλικά πάνελ. Λιγότερο αποδοτικά, αυτά τα συστήματα καταλαμβάνουν πολύ περισσότερο χώρο για να δημιουργήσουν την ίδια ποσότητα ενέργειας. Ένα πλεονέκτημα είναι ότι η τεχνολογία άμορφης μεμβράνης αποδίδει καλύτερα σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού, όταν υπάρχει μερική σκίαση του συστήματος ή όταν υπάρχει υπερβολική θερμότητα. Με τρέχοντα ποσοστά απόδοσης περίπου 9 τοις εκατό, αναμένονται τεράστιες βελτιώσεις στην τεχνολογία λεπτών φιλμ τα επόμενα δέκα χρόνια.

Προσανατολισμός και τοποθεσία κτιρίου: Ο προσανατολισμός και η γεωγραφική θέση του κτιρίου επηρεάζουν την ποσότητα του ηλιακού φωτός που μπορεί να συλληφθεί από ένα φωτοβολταϊκό σύστημα. Οι βέλτιστες τοποθεσίες είναι εκείνες που λαμβάνουν περισσότερη ηλιοφάνεια, όπως οι Νοτιοδυτικές Ηνωμένες Πολιτείες, ενώ ο καλύτερος προσανατολισμός είναι με νότιο προσανατολισμό χωρίς εμπόδια όπως βλάστηση ή δέντρα.

Ηλεκτρική ζήτηση: Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας του κτιρίου καθώς και τον βαθμό στον οποίο το φωτοβολταϊκό σύστημα πρέπει να καλύπτει αυτή τη ζήτηση. Εάν είναι δυνατόν, δώστε μια λεπτομερή διάταξη στον κατασκευαστή των φωτοβολταϊκών με τον οποίο συνεργάζεστε.

Μέγεθος & Αριθμός Ενοτήτων: Οι περισσότερες μονάδες είναι συνήθως ορθογώνιες και διατίθενται σε πολλά μεγέθη για να φιλοξενήσουν την περιοχή εγκατάστασης. Φροντίστε να δηλώσετε το μήκος και το πλάτος των μονάδων και εάν δεν είστε σίγουροι για το μέγεθος ή τον συνολικό αριθμό, ενημερώστε τον κατασκευαστή την περιοχή του χώρου εγκατάστασης και τη συνολική ισχύ του συστήματος.

Μέγιστη ισχύς εξόδου: Η απόδοση των φωτοβολταϊκών μονάδων και συστοιχιών βαθμολογείται γενικά σύμφωνα με τη μέγιστη ισχύ εξόδου συνεχούς ρεύματος υπό τις Τυπικές Συνθήκες δοκιμής (STC). Δεδομένου ότι αυτές οι συνθήκες δεν είναι πάντα ενδεικτικές του τρόπου λειτουργίας των φωτοβολταϊκών μονάδων και συστοιχιών στο πεδίο, είναι σημαντικό να αναγνωρίσουμε ότι η απόδοση μετά την εγκατάσταση μπορεί να είναι μόνο 85 έως 90 τοις εκατό της βαθμολογίας STC.

Σύστημα εντοπισμού: Οι βάσεις στήριξης χαμηλού κόστους τείνουν να επισκευάζονται, ωστόσο, μπορείτε επίσης να επιλέξετε χειροκίνητα και αυτόματα ράφια που παρακολουθούν τον ήλιο όλη την ημέρα, προκειμένου να αυξήσετε την απόδοση ισχύος ενός συστήματος.

Οι περιπτωσιολογικές μελέτες

Ακτίνες αιχμής: 6 εκπληκτικές φωτοβολταϊκές προσόψεις

Σήμερα, όλα αυτά αλλάζουν με την εφεύρεση της κατασκευής ολοκληρωμένων φωτοβολταϊκών ή BIPV. Αυτή η νέα φυλή ηλιακών συλλεκτών ενσωματώνεται απευθείας στο κέλυφος του κτιρίου. Τα κομψά πάνελ γίνονται ένα συναρπαστικό νέο στοιχείο σχεδίασης, που εμφανίζεται με περηφάνια για όλους. Έχουμε επίσης τώρα την τεχνολογία για να κατασκευάζουμε τοίχους κουρτινών BIPV, που αποτελούνται από διαφανή ή ημιδιαφανή φωτοβολταϊκά τζάμια, τα οποία όχι μόνο γεμίζουν τους εσωτερικούς χώρους με ηλιακό φως, αλλά τον αξιοποιούν για ηλεκτρισμό. Χάρη σε αυτές τις καινοτομίες και την αυξανόμενη εκτίμηση του κοινού για την καθαρή ενέργεια, οι φωτοβολταϊκές προσόψεις έχουν επιτέλους τη στιγμή τους στον ήλιο.

Ηλιακά γυάλινα πάνελ που δημιουργήθηκαν από την Ecole Polytechnique Federale στη Λωζάνη. εικόνα μέσω Lifegate

Πώς οι αρχιτέκτονες CF Møller άλλαξαν την όψη των φωτοβολταϊκών ενσωματωμένων σε κτίρια

ο Διεθνές Σχολείο Κοπεγχάγης με CF Møller Architects είναι πολλά υπέροχα πράγματα, αλλά ίσως το πιο αξιοσημείωτο, είναι η αρχιτεκτονική της προθυμίας και της προνοητικότητας. Με μια πρόσοψη που περικλείεται σε περισσότερα από 12.000 ηλιακά πλακίδια, αυτό το έργο ξεπερνά την ουδετερότητα άνθρακα, αποδεικνύοντας ότι ένα κτίριο μπορεί να απορρίψει τη θλιβερή αισθητική που οι αρχιτέκτονες συνδέουν συχνά με τα φωτοβολταϊκά ενσωματωμένα σε κτίρια. Με βαθύ παιδαγωγικό νόημα, αυτό το σχολείο δεν είναι μόνο ένας χώρος μάθησης για τους μαθητές μέσα, αλλά ένας απαραίτητος πόρος για τον ευρύτερο κόσμο.

Η αξιότιμη κριτική επιτροπή μας εξετάζει τώρα τις υποβολές για το φετινό Βραβεία A+Product. Μείνετε συντονισμένοι για την ανακοίνωση του νικητή αργότερα αυτό το καλοκαίρι.

Schreibe einen Kommentar