پانل های فتوولتائیک ترکیب شده با ساختمان ( BIPV )

-سلول های فتوولتائیک که گاه نام سلولهای خورشیدی نیز به آنها اطلاق می گردد، از پولک هایی ساخته می شوند که نور را مستقیماً به الکتریسیته تبدیل می کنند . با استفاده از این سلول ها می توان انرژی خورشیدی را به جریان برق مستقیم تبدیل نمود .

-حداکثر جمع آوری امواج تابشی خورشید زمانی اتفاق می افتد که پانل های فتوولتائیک عمود بر پرتوهای تابشی مستقیم باشد.

-بهترین زاویه شیب اساساً تابع زمانی از سال است که بیشترین مقدار برق مورد نیاز می باشد.

- اقلیم های گرم بیشترین الکتریسیته را در طول تابستان و برای تهویه مطبوع نیاز دارند. از این رو زاویه شیب مساوی عرض جغرافیایی منهای ۱۵ درجه زاویه مناسبی برای این مناطق می باشد. در حالی که اقلیم های سرد بیشترین الکتریسیته را در زمستان و برای پمپ ها و پنکه های سامانه های گرمایشی و روشنایی نیاز دارند. از این رو، زاویه شیب مناسب برای این مناطق مساوی عرض جغرافیایی به علاوه ۱۵ درجه است  .

-سلول های خورشیدی رنگی نانوکریستالین شامل یک ماتریس متخلخل از کریستال های اکسید تیتانیوم است که با یک لایه ضخیم تک مدولی از رنگ اور گانومتالیکی روتنیوم پوشانده می شود. این سلول های خورشیدی را می توان بر روی ورق های فلزی چاپ کرد و آنها را با صرف هزینه ناچیزی سبک و انعطاف پذیر ساخت و آنها را برای استفاده در اشکال و فرم های دلخواه در معماری مناسب نمود. این رنگ می تواند بخشی از انرژی فوتون ها را جذب نماید.

• پانل های فتوولتائیک ترکیب شده با ساختمان :

-برای استفاده از برق تولید شده توسط پانل های فتوولتائیک در ابتدا نیاز به اجرای ردیف های زیادی از این پانل ها در مکان های آفتابی و خشک بود ، یا می بایست در مکان های دورافتاده و برای تولید در مقیاس کوچک این کار صورت می گرفت. همچنین نیاز به سازه های نگهدارنده بود و حتی اگر قرار بود که برق تولید شده به شبکه برق وارد شود ، تبدیل آن به جریان برق متناوب با فرکانس و ولتاژ مناسب نیز ضروری بود.

-اما اکنون می توان مدول های خورشیدی را به عنوان بخشی از مصالح سازه ای ساختمان مانند مصالح بام ، دیوار و پنجره ساخت . این مدول های فتوولتائیک که بخشی از سازه ساختمان را تشکیل می دهند، با عنوان پانل های فتوولتائیک ترکیب شده با ساختمان نامیده شده اند  .

-فوتوولتائیک‌های ترکیبی با ساختمان (BIPV-Building integrated photovoltaic) یک نوع مصالح فتوولتائیک هستند که برای جایگزین کردن مواد قدیمی و سنتی در بخش‌هایی از پوشش ساختمان مثل پشت‌بام، پنجره‌های شیروانی (سقف) یا سردر و نمای خانه‌ها، به کار می‌روند.

-استفاده از این پانل ها چندین مزیت مهم در بر دارد :

• حذف اتلاف انرژی در انتقال الکتریسیته
• عدم استفاده از فضای باز برای قرار دادن پانل های فتوولتائیک
• حذف بخشی از هزینه جداره ساختمان با استفاده از مدولهای فتوولتائیک به جای آن
• عدم نیاز به یک سازه باربر به دلیل استفاده از سازه ساختمان موجود
• پتانسیل زیباشناختی در استفاده از نوع جدیدی از مصالح نما

-مزیت فتوولتائیک های ترکیبی نسبت به سیستم‌های غیر ترکیبی رایج‌تر مانند پنل های خورشیدی این است که می‌توان با کاهش مبلغ خرج شده برای مصالح ساختمان، هزینه اولیه را حذف کرد و کاری که معمولاً برای ساخت قسمتی از ساختمان، که جایگزین بخشهای BIPV  می‌شود، نیاز است را انجام نداد.

-این مزیت‌ها باعث شده که BIPV  در بخش‌های صنعت فوتوولتائیک رشد سریعی داشته ‌باشد و تولید مصالح فتوولتائیک مورد استقبال واقع گردد.

-مدول های فتوولتائیک را میتوان به مصالح معمول مورد استفاده برای بام یا نما متصل نمود، یا می توان آنها را جایگزین مصالح متداول نمود. همچنین میتوان به عنوان نورگیر آتریوم، یا به عنوان ابزار ثابت یا قابل تنظیم برای ایجاد سایه از این مدول ها استفاده نمود  .

• نصب مدول های فتوولتائیک بر روی بام شیب دار :

به دلیل سادگی اجرا نیازی به سازه غیر قابل نفوذ در برابر آب ندارد . اغلب به عنوان ارزان ترین شیوه نصب مدول های فتوولتائیک می باشد. این مدول ها را می توان یا به بست هایی که به سفالهای بام توسط پیچ متصل شده اند ، متصل نمود یا به سفال های مخصوصی که دارای صفحاتی می باشند ، متصل نمود. در این سیستم یک لایه هوا در زیر مدول ها ایجاد می شود ، که باعث می شود از افزایش دمای مدول و اتلاف انرژی جلوگیری شود  .

• ترکیب مدول های فتوولتائیک با بام شیب دار :

جایگزین مصالح معمول مورد استفاده برای پوشش بام می شود. در این حالت، نیاز به ایجاد لایه ای غیر قابل نفوذ در برابر آب می باشد. این سیستم نسبت به سیستمی که مدول های فتوولتائیک بر روی بام نصب می شوند ، زیباتر است. پانل ها را می توان به گونه ای طراحی نمود که دارای همپوشانی باشند یا بدون همپوشانی باشند.

• مدول های فتوولتائیک شیب دار بر روی بام صاف :

نیاز به یک سازه نگهدارنده دارند. در این سیستم با جریان هوا از زیر مدول ها ، امکان خنک سازی مدول ها و جلوگیری از کاهش بازده آنها فراهم می گردد. بار سرمایشی ساختمان نیز با ایجاد سایه بر روی بام کاهش پیدا می کند. شیب دار نمودن مدول ها به سمت نور خورشید ، متوسط سالانه تابش خورشید بر روی مدول ها را افزایش می دهد ، اما انرژی الکتریکی کل تولید شده کاهش می یابد ، چرا که تنها از بخشی از مساحت بام بهره گیری می شود. در این شرایط استفاده از پنجره های کلرستوری نیز پیشنهاد می شود ، تا شیب رو به شمال برای روشنایی طبیعی مورد استفاده قرار گیرد .

• مدول های فتوولتائیک افقی بر روی بام صاف :

می توانند به جای مصالح معمول مورد استفاده برای بام مورد بهره برداری قرار گیرند. این مدول ها می توانند دارای عایق حرارتی باشند که از داخل به یکدیگر چفت و بست می شوند. همچنین میتوان این مدول ها را با فاصله ای از بام نصب نمود تا امکان خنک سازی سلول ها از طریق تهویه فراهم گردد.

• مدول های فتوولتائیک بر روی نما :

میتوانند به طور کالبدی یا تنها به طور بصری با نمای ساختمان ترکیب شوند . هنگامی که از این مدول ها در نماهای پرده ای استفاده می شود ، مدول های فتوولتائیک را میتوان با سطوح شیشه ای پنجره ها ترکیب نمود. این مدول ها را می توان به عنوان سایه بان های ثابت یا قابل تنظیم در نمای ساختمان ها یا پوسته بیرونی نمای دو پوسته مورد استفاده قرار داد .

• مدول های فتوولتائیک در آتریوم :

مدول های فتوولتائیک را در بخشی از نورگیر آتریوم نیز می توان به کار برد. ولی باید توجه داشت که این اقدام بهره گیری از روشنایی طبیعی را تحت الشعاع قرار ندهد

برای دیدن لیست کامل مطالب داخل این پاورپوینت قسمت "اطلاعات بیشتر" را ملاحظه نمائید.