BIPV: יותר מסתם מודולים סולאריים

PV המשולב בבניין תואר כמקום בו מוצרי PV לא תחרותיים מנסים להגיע לשוק.אבל זה אולי לא הוגן, אומר Björn Rau, מנהל טכני וסגן מנהל של PVcomB ב

Helmholtz-Zentrum בברלין, שמאמין שהחוליה החסרה בפריסת BIPV נמצאת בצומת של קהילת הבניין, תעשיית הבנייה ויצרני PV.

מתוך מגזין PV

הצמיחה המהירה של PV בעשור האחרון הגיעה לשוק גלובלי של כ-100 GWp מותקנים בשנה, מה שאומר שכ-350 עד 400 מיליון מודולים סולאריים מיוצרים ונמכרים מדי שנה.עם זאת, שילובם בבניינים הוא עדיין שוק נישה.על פי דו"ח שנערך לאחרונה מפרויקט המחקר של EU Horizon 2020 PVSITES, רק כ-2 אחוזים מקיבולת ה-PV המותקנת שולבו בעור לבניין בשנת 2016. נתון זעיר זה בולט במיוחד כאשר לוקחים בחשבון שיותר מ-70 אחוז מהאנרגיה נצרך.כל ה-CO2 המיוצר ברחבי העולם נצרך בערים, וכ-40 עד 50 אחוזים מכל פליטת גזי החממה מגיעים מאזורים עירוניים.

כדי להתמודד עם אתגר גזי חממה זה ולקדם ייצור חשמל באתר, הפרלמנט האירופי והמועצה הציגו את הנחיית 2010/2010/EU בנושא ביצועים אנרגטיים של מבנים, הנחשבת כ"בניינים קרובים לאפס אנרגיה (NZEB)".ההוראה חלה על כל המבנים החדשים שייבנו לאחר שנת 2021. לגבי מבנים חדשים שאמורים לאכלס מוסדות ציבור, נכנסה ההוראה לתוקף בתחילת שנה זו.

לא צוינו אמצעים ספציפיים להשגת מצב NZEB.בעלי בניינים יכולים לשקול היבטים של יעילות אנרגטית כמו בידוד, שחזור חום ומושגים לחיסכון בחשמל.עם זאת, מכיוון שמאזן האנרגיה הכולל של בניין הוא המטרה הרגולטורית, הפקת אנרגיה חשמלית אקטיבית בבניין או סביבו חיונית כדי לעמוד בתקני NZEB.

פוטנציאל ואתגרים

אין ספק כי יישום PV ימלא תפקיד חשוב בתכנון מבנים עתידיים או בשיפוץ של תשתית בנייה קיימת.תקן NZEB יהווה כוח מניע בהשגת מטרה זו, אך לא לבד.ניתן להשתמש בבנייה משולבת בפוטו-וולטאים (BIPV) כדי להפעיל אזורים או משטחים קיימים להפקת חשמל.לפיכך, אין צורך בשטח נוסף כדי להביא יותר PV לאזורים עירוניים.הפוטנציאל לחשמל נקי שנוצר על ידי PV משולבים הוא עצום.כפי שמצא מכון Becquerel בשנת 2016, החלק הפוטנציאלי של ייצור BIPV בביקוש הכולל לחשמל הוא יותר מ-30 אחוזים בגרמניה ובמדינות דרום יותר (למשל איטליה) אפילו בסביבות 40 אחוז.

אבל מדוע פתרונות BIPV עדיין ממלאים רק תפקיד שולי בעסקי השמש?מדוע רק לעתים רחוקות הם נלקחו בחשבון בפרויקטי בנייה עד כה?

כדי לענות על שאלות אלה, מרכז המחקר הגרמני Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ערך בשנה שעברה ניתוח ביקוש על ידי ארגון סדנה ותקשורת עם בעלי עניין מכל תחומי ה-BIPV.התוצאות הראו שלא חסרה טכנולוגיה כשלעצמה.

בסדנת HZB רבים מענף הבנייה, המבצעים פרויקטי בניה או שיפוצים חדשים, הודו כי קיימים פערי ידע לגבי הפוטנציאל של BIPV והטכנולוגיות התומכות.לרוב האדריכלים, המתכננים ובעלי הבניינים פשוט אין מספיק מידע כדי לשלב טכנולוגיית PV בפרויקטים שלהם.כתוצאה מכך, ישנן הסתייגויות רבות לגבי BIPV, כגון העיצוב המפתה, העלות הגבוהה והמורכבות הבלתי פוסקת.כדי להתגבר על תפיסות שגויות אלה לכאורה, הצרכים של אדריכלים ובעלי מבנים חייבים להיות בחזית, והבנה של האופן שבו בעלי עניין אלה רואים את BIPV חייבת להיות בראש סדר העדיפויות.

שינוי חשיבה

BIPV שונה במובנים רבים ממערכות סולאריות קונבנציונליות על הגג, שאינן דורשות צדדיות או התחשבות בהיבטים אסתטיים.אם מוצרים מפותחים לשילוב באלמנטים של בניין, היצרנים צריכים לשקול מחדש.אדריכלים, בנאים ודיירי בניין מצפים בתחילה לפונקציונליות קונבנציונלית בעור הבניין.מנקודת מבטם, ייצור חשמל הוא נכס נוסף.בנוסף לכך, מפתחי רכיבי BIPV רב תכליתיים היו צריכים לשקול את ההיבטים הבאים.

- פיתוח פתרונות מותאמים חסכוניים עבור אלמנטים פעילים בבניין סולאריים בעלי גודל, צורה, צבע ושקיפות משתנים.

- פיתוח תקנים ומחירים אטרקטיביים (אידיאלי לכלי תכנון מבוססים, כגון Building Information Modeling (BIM).

- שילוב של אלמנטים פוטו-וולטאיים לאלמנטי חזית חדשניים באמצעות שילוב של חומרי בניין ואלמנטים יוצרי אנרגיה.

- עמידות גבוהה בפני צללים זמניים (מקומיים).

- יציבות ארוכת טווח והדרדרות של יציבות ותפוקת כוח לטווח ארוך, כמו גם יציבות ארוכת טווח ופגיעה במראה (למשל יציבות צבע).

- פיתוח תפיסות ניטור ותחזוקה להתאמה לתנאים ספציפיים לאתר (התחשבות בגובה ההתקנה, החלפת מודולים פגומים או אלמנטי חזית).

- ועמידה בדרישות החוק כגון בטיחות (כולל מיגון אש), חוקי בנייה, קודי אנרגיה וכו'.