Kolorowe ogniwa fotowoltaiczne – przyszłość fotowoltaiki BIPV?

Systemy fotowoltaiczne BIPV (zintegrowane z budynkami) wyróżniają się przede wszystkim estetyką – zamiast montować panele na dachu lub gruncie, można sprawić, że staną się integralną częścią budynku. Lekkie, elastyczne panele mogą być dostępne w różnych kolorach. Dla kogo przeznaczone są takie rozwiązania i dlaczego warto się na nie zdecydować?

Systemy fotowoltaiczne BIPV

Przyzwyczailiśmy się już, że panele fotowoltaiczne w Bydgoszczy i innych polskich miastach są wręcz wszechobecne. Na co dzień mamy do czynienia z fotowoltaiką montowaną na dachach lub gruncie, jednak testowane są również pomysły na stworzenie instalacji, która będzie integralną częścią budynku. Zastosowanie systemów BIPV (Building Integrated Photovoltaics) polega na zastąpieniu części materiałów budowlanych cienkowarstwowymi panelami fotowoltaicznymi. Zastosowanie takiego rozwiązania jest jednak ograniczone do powstających budynków – BIPV trzeba uwzględnić na etapie projektowania. Takie panele nie sprawdzą się więc w gęstej zabudowie miejskiej, gdzie pod uwagę zazwyczaj wchodzi renowacja, a nie powstawanie nowych budynków. Zdecydowaną większość rynku fotowoltaicznego stanowią więc instalacje montowane na budynku lub obok niego, które można bez problemu zamontować i zdemontować, bez konieczności zastępowania ich innymi materiałami.

Fotowoltaika w miastach

Nie bez powodu panele słoneczne w Gdańsku i innych dużych miastach cieszą się tak dużą popularnością – pojawia się tutaj nie tylko wysokie zapotrzebowanie na energię elektryczną, ale też duże zanieczyszczenie środowiska. Od lat najczęściej wykorzystywanym rozwiązaniem, które ma rozwiązać obydwa te problemy jednocześnie, jest właśnie fotowoltaika.

Podczas gdy w Polsce wciąż królują tradycyjne instalacje fotowoltaiczne, w Stanach Zjednoczonych testowane są właśnie systemy BIPV. Celem Departamentu Energii USA jest zmniejszenie zużycia energii nieodnawialnej w budynkach o połowę do 2030 roku. Zamiary mają zostać zrealizowane przez zastosowanie słonecznego ogrzewania wody oraz instalacji fotowoltaicznych zintegrowanych z budynkami. Departament energii skoncentrował się szczególnie na systemach BIPV zastępujących tradycyjne fasady i dachy. Wynika to ze specyfiki paneli cienkowarstwowych – są lekkie i elastyczne, dzięki czemu można nadać im różne kształty. Sprawdzają się np. jako dachówki do tworzenia tzw. dachów solarnych. Można je wykorzystywać nie tylko jako integralną część budynku, ale też do tworzenia tzw. wiat fotowoltaicznych (car portów). Zastosowanie znajdują tutaj szczególnie panele bifacialne, składające się z ogniw umieszczonym między dwoma warstwami przezroczystego tworzywa (zazwyczaj szkła hartowanego).

Mniejsza popularność systemów BIPV nie wynika jednak wyłącznie z bardziej skomplikowanego projektowania. Problemem w rozwoju tej technologii są przede wszystkim dość wysokie koszty, jednak prawdopodobnie, tak jak w przypadku innych rozwiązań, z czasem zaczną spadać.

Szacunkowe dane wskazują, że zintegrowane instalacje fotowoltaiczne mogą zaspokoić nawet ponad 50% zapotrzebowania na energię elektryczną w USA. Ze względu na różnice w budownictwie, w Europie ten odsetek jest jednak niższy – prawdopodobnie ok. 30%.

Czy kolorowe ogniwa fotowoltaiczne zyskają popularność?

Jednym z wyzwań w stosowaniu systemów BIPV mogą być względy estetyczne, ponieważ czarny lub granatowy kolor to ograniczenie dla projektantów. Rozwiązaniem mogą okazać się kolorowe ogniwa fotowoltaiczne opracowane przez zespół Uniwersytetu Technologicznego w Delft w Holandii. Wykorzystanie kolorowych filtrów optycznych w systemach BIPV znacznie zwiększa pole manewru – dzięki temu, tego typu technologie będą sprawdzać się nie tylko w budynkach utrzymanych w nowoczesnej, minimalistycznej stylistyce. Filtry optyczne można stosować na dwa sposoby: bezpośrednio na ogniwach słonecznych, aby zmieniać ich kolor lub na szybie gotowego modułu fotowoltaicznego, dzięki czemu ogniwa nie są widoczne.

Walory estetyczne są oczywiste, ale pojawiają się wątpliwości, co do wydajności tego typu paneli fotowoltaicznych. Ten aspekt został przebadany na ponad 400 kolorach filtrów optycznych. Okazuje się, że różnice występują, ale nie są wysokie. Maksymalna strata wydajności wynosiła 1,6% (przy świetle słonecznym padającym pod kątem prostym) w porównaniu z klasycznym, granatowym ogniwem fotowoltaicznym.

Mimo licznych zalet, systemy fotowoltaiczne BIPV wciąż stanowią mniej niż 2% rynku. Wynika to przede wszystkim z wyższych kosztów, niż w przypadku tradycyjnych instalacji fotowoltaicznych, wciąż istniejących ograniczeń estetycznych, wątpliwości co do wydajności oraz braku jednoznacznych standardów. Istnieje jednak duża szansa, że w przyszłości systemy BIPV będą codziennością, podobnie jak dzisiaj tradycyjne instalacje fotowoltaiczne.

Interesuje Cię fotowoltaika? Sosnowiec, Bydgoszcz i Gdańsk to tylko jedne z wielu lokalizacji, gdzie montujemy panele. Skontaktuj się z nami! Specjaliści Rawicom krok po kroku przeprowadzą Cię przez całą inwestycję.