Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem (ang. Building Integrated Photovoltaics – BIPV) technicznie odnosi się do koncepcji zastąpienia elementów budynku (pokrycia dachowe, szyby fasadowe, okna) elementami fotowoltaicznymi w celu generowania energii elektrycznej.
Najbardziej opłacalnym i najłatwiejszym sposobem wdrożenia BIPV jest integracja modułów podczas budowy nowego budynku poprzez zastąpienie niektórych konwencjonalnych materiałów budowlanych (np. okładziny elewacji) modułami fotowoltaicznymi. Wdrażanie BIPV w nowych budynkach pozwala również uniknąć dodatkowych prac budowlanych w celu późniejszego doposażenia w moduły słoneczne.
Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem (BIPV) umożliwia odbiór czystej energii wytworzonej na miejscu, bez konieczności jej przesyłu. W silnie zurbanizowanych miastach zastosowanie fotowoltaiki na fasadach budynków jest korzystniejsze od systemów dachowych, zwłaszcza na wysokich budynkach o ograniczonej powierzchni dachu. Jednak brak na rynku systemów BIPV typu plug-and-play utrudniał jej wdrożenia. Aby ułatwić instalację BIPV w budynkach, zaprojektowano ścienne prefabrykaty fotowoltaiczne. Nowy system ścienny BIPV charakteryzuje się konstrukcją „wszystko w jednym” z wieloma warstwami funkcjonalnymi, konstrukcją połączeń blokujących, które umożliwiają niezależną pracę każdej jednostki, a także pozwala na szybką instalację i gwarantuje spełnienie wymagań dotyczących szczelności powietrznej i wodoszczelności budynku.
Zaprojektowane ścienne prefabrykaty fotowoltaiczne zostały skonstruowane i zademonstrowane w pełnej skali w Singapurze. Jak twierdzą autorzy opracowania, trzech pracowników bez doświadczenia w elektryce może ręcznie wykonać instalację na miejscu z wnętrza budynku bez użycia rusztowania, ponieważ każda jednostka jest wstępnie zmontowana i okablowana, gotowa do montażu. Opracowane urządzenia ukazują praktyczny potencjał prefabrykowanego systemu BIPV, a także przyszłe kierunki badań dla dalszego rozwoju.
W odróżnieniu od fotowoltaiki dołączonej do budynku (BAPV), system BIPV zastępuje materiały poszycia budynku dwufunkcyjnymi modułami fotowoltaicznymi. Stanowią one zarówno ściany zewnętrzne budynku, jak i wytwarzają energię. BAPV potrzebuje dodatkowych konstrukcji, aby zainstalować moduły fotowoltaiczne do istniejących elementów budynków (elewacje, dachy). Ze względu na drastyczny spadek ceny krzemu obecna cena modułów fotowoltaicznych jest porównywalna z powszechnie stosowanymi w budownictwie okładzinami z marmuru, szkła i aluminium. Chociaż dachy budynków dostają dużo promieniowania słonecznego, mają one ograniczoną powierzchnię dla instalacji fotowoltaicznych ze względu na dużą ilość miejsca zajmowanego przez urządzenia mechaniczne, elektryczne i hydrauliczne. Fasada budynku ma znacznie większą powierzchnię do wykorzystania pod moduły PV oraz posiada duży potencjał integracji BIPV. Wysoko prefabrykowane systemy fasadowe BIPV można zainstalować szybko i bezpiecznie.
Prefabrykowany element BIPV został zaprojektowany i opracowany wspólnie przez Wydział Architektury Narodowego Uniwersytetu Singapuru oraz Singapurski Instytut Badań nad Energią Słoneczną. Przez cały etap opracowywania projektu zespół badawczy ściśle współpracował z lokalnym certyfikowanym wykonawcą prefabrykacji, aby sprawdzić, czy projekt jest zgodny ze wszystkimi kodeksami budowlanymi i przepisami w zakresie izolacji termicznej, izolacji akustycznej, ochrony przeciwpożarowej i barier przeciwwilgociowych w Singapurze.
Źrodło: Narodowy Uniwersytet Singapuru, bipv.sg Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
