Архитектурна интеграция на фотоволтаични елементи в сградите

(1 глас, средно 5.00 от 5)




Гл.ас.арх. Гичка Кутова,  УАСГ, Архитектурен факултет, катедра “Сградостроителство”


Проектирането на устойчиви сгради, използващи възобновяеми енергийни източници за функционирането им, става все по-актуално. Фотоволтаичната електроенергия като еколо-гичночиста и общодостъпна е една реална възможност за реализиране на аспектите на устойчивото развитие – процес на непрекъснато подобряване на условията и качествата на живот на човечеството по-пътя на отговорно отношение и защита на природните дадености.

Сградният сектор и дейностите, извършвани в него, консумират приблизително половината от енергията в световен мащаб. От друга страна, сградите се явяват подходящ обект за разполагане на фотоволтаични елементи и системи, защото почти 50% от тяхната обвивка е изложена на слънчево греене и на практика самата тя може да се превърне във фотоволтаичен елемент, осигуряващ необходимата електрическа енергия.

Интегрираните в сградите фотоволтаични елементи имат икономическо предимство, защото обслужват разнообразни цели и потребности. Те могат да бъдат и част от сградната обвивка, обикновено идеално заместващи конвенционален фасаден или покривен материал. С драстичното намаляване на цените на фотоволтаичните елементи модерните и съвременни материали за оформяне на фасадите често са съизмерими и дори по-скъпи.


За енергийноефективна и обемнокомпозиционна успешна интеграция на фотоволтаичните елементи са определящи следните фактори:
Местоположение на сградата;
Ориентация спрямо световните посоки;
Наличност на достатъчна площ за поставяне или интегриране на фотоволтаични елементи;
Местоположение и начин на закрепване на фотоволтаичните елементи;
Типът на използваните фотоволтаични елементи като електрически характеристики - това влияе върху определяне на площта на ФВ-генератор, като приблизителното изчисление може да стане по правилото – 1кWp = 10 кв.м площ на фотоволтаичен елемент.
Интеграцията на фотоволтаични елементи в сградите се дели на две основни групи:
Интеграция в зависимост от местоположението в сградната обвивка – покриви, фасади, светлинни филтри;
Интеграция според връзката с конструкцията на сградната обвивка
Интеграция по покриви – наклонени и плоски, и покривни остъклявания
Предварително предвидено по проект наклоняване на покривната равнина е голямо предимство, особено ако още във фазата на проектиране може да се съобрази с разполагането на фотоволтаични елементи. Изискванията за максимален енергиен ефект, големина, вид и форма на фотоволтаичните модули, както и подходящото за конкретната сграда архитектурно оформление също са важни фактори за ефективността на решението.

Когато фотоволтаичните елементи изцяло заместват елементите и материалите за покривно покритие, трябва да се съобразяват с нормите за хидро- и топлоизолация, и за устойчивост на външни атмосферни въздействия и натоварвания.

Интеграция по фасади - остъклявания по фасади и плътни части
Сред недостатъците на използването на фотоволтаичните елементи по фасадите е невъзможността за разполагането им по най-благоприятния наклон и в резултат на това недостиг на необходима площ за постигане на очаквания енергиен резултат. По фасадите   фотоволтаичните елементи обикновено се поставят върху допълнителни конструкции за постигане на оптималния наклон. Предимствата обаче при използването им в подобен случай е, че са съпоставими по цена с една голяма част от съвременните системи за окачени фасадни остъклявания. Не бива да се пренебрегват енергийните ползи и не на последно място уникалният и престижен външен образ.

В практиката са познати вече варианти на непрозрачни и полупрозрачни фотоволтаични елементи, които създават съответния архитектурен ефект. Геометрията и наклонът на фасадите се определя единствено от архитектурни съображения, което прави този вариант за интеграция един от най-подходящите за постигане и на естетичен ефект.

Интеграция като светлинни филтри - сенници, козирки, навеси и парапети
Засенчващите фотоволтаични елементи могат да се използват както при фасади – хоризонтално или вертикално разполагане, така и при покривни остъклявания. Подходящи в случая за приложение са на първо място непрозрачните фотоволтаични елементи, а след това и полурозрачните, особено когато се използват за фасади по изложения, различни от южното.

Интеграция според връзката с конструкцията на сградната обвивка
Материалите, от които се правят елементите на сградната обвивка, е необходимо да отговарят на редица изисквания за топло-, звуко- и хидроизолации, а също така и на редица естетически изисквания - осигуряване на подходящ контакт и съвместимост като форма и образ с градоустройствената среда, съответен на функцията и естетиката архитектурен образ, представителност и др.

Когато се поставят върху елементите и материалите на сградната обвивка, фотоволтаиците се монтират на окачени на сградата рамки с подходящи размери.
При интеграция вместо елементи на сградната обвивка фотоволтаичният елемент замества изцяло компоненти от фасадите или покривите на сградите и играе роля на изолиращ от външни въздействия и оформящ архитектурния образ на сградата елемент.
Вариантите имат различен принос за енергийното функциониране и за естетическото въздействие, което се реализира със съответната намеса в конструктивната структура на сградите и сградната обвивка. Възможността и пригодимостта за интеграция на фотоволтаичните елементи се определят от конструктивно-технологичните им особености и от обемнокомпозиционната, функционална и строителноконструктивна специфика на при проектирането и реализирането на сградите.

Соларните системи функционират, като преобразуват абсорбираната слънчева енергия в електрическа. Фотоволтаичните елементи са основният абсорбиращ компонент на тези активни системи.
Сподели
 

Новини

25 Септември 2018, 11.20
Срокът за подаване на оферти е 18 октомври, след който ще бъдат допуснати...
21 Септември 2018, 09.48
На 19-ти септември 2018 г. в София, в шоурума на фирма "АТАМА" се проведе журирането...
19 Септември 2018, 17.52
Отворената дискусия потърси отговори на въпросите какво е хармонична среда и...
Медийни партньори
VIP медиен партньор