Προβολές: 0 Συγγραφέας: Επεξεργαστής ιστότοπου Ώρα δημοσίευσης: 2024-08-08 Προέλευση: Τοποθεσία
Η κατασκευή φωτοβολταϊκών (PV) μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους με βάση το επίπεδο ολοκλήρωσης των φωτοβολταϊκών μονάδων: Φωτοβολταϊκά προσαρτημένα σε κτίρια (BAPV) και Φ/Β ενσωματωμένο σε κτίρια (BIPV) . Παρόλο που το BIPV έχει ορισμένα πλεονεκτήματα όσον αφορά το κόστος και την απόδοση, η ανάπτυξή του βρίσκεται ακόμα στα αρχικά στάδια. Το BAPV, το οποίο μπορεί να εγκατασταθεί απευθείας σε υπάρχοντα κτίρια, παραμένει η κύρια μορφή. Σε σύγκριση με τις υπερπόντιες αγορές, οι εγκαταστάσεις BIPV στην Ιαπωνία, τη Γαλλία, την Ιταλία και τις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν φτάσει τα 3GW, 2,7GW, 2,5GW και 0,6GW αντίστοιχα, ενώ στην Κίνα ήταν μόνο 0,7GW το 2020, υποδηλώνοντας σημαντικές δυνατότητες για αυξημένη διείσδυση BIPV στο μέλλον . Επιπλέον, από την σκοπιά του επιχειρηματικού μοντέλου, η BAPV διατηρεί περισσότερα χαρακτηριστικά των ΦΒ προϊόντων, με έργα που ηγούνται κυρίως εταιρείες κατασκευής φωτοβολταϊκών. Από την άλλη πλευρά, το BIPV συνδέεται στενά με τη συνολική κατασκευαστική διαδικασία, στηριζόμενο περισσότερο στις δυνατότητες EPC των κατασκευαστικών εταιρειών, φέρνοντας έτσι νέες ευκαιρίες ανάπτυξης στον κατασκευαστικό τομέα. Συνολικά, το BAPV και το BIPV αλληλοσυμπληρώνονται τα δυνατά και τα αδύνατα σημεία του άλλου, προσφέροντας σημαντικές ευκαιρίες ανάπτυξης τόσο στους κατασκευαστές φωτοβολταϊκών όσο και στις κατασκευαστικές εταιρείες στον κλάδο των φωτοβολταϊκών κατασκευών.
Οι εφαρμογές φωτοβολταϊκών (ΦΒ) σε κτίρια αντιπροσωπεύουν ένα νέο σύνορο για την παραγωγή ηλιακής ενέργειας. Αυτή η τεχνολογία ενσωματώνει τα φωτοβολταϊκά συστήματα με τις εξωτερικές δομές των κτιρίων, βελτιώνοντας την ενεργειακή απόδοση και μειώνοντας την κατανάλωση, καθιστώντας την ένα κρίσιμο συστατικό για την επίτευξη παθητικών κτιρίων χαμηλής ενέργειας.
① Φωτοβολταϊκά προσαρτημένα σε κτίρια (BAPV): Αναφέρεται σε φωτοβολταϊκά συστήματα που είναι εγκατεστημένα σε υπάρχοντα κτίρια, χρησιμοποιώντας χώρους αδράνειας για παραγωγή ενέργειας. Το BAPV χρησιμοποιείται συνήθως για τη μετασκευή υφιστάμενων κατασκευών.
② Φωτοβολταϊκά ενσωματωμένα σε κτίρια (BIPV): Πρόκειται για συστήματα φωτοβολταϊκών που σχεδιάζονται, κατασκευάζονται και εγκαθίστανται ταυτόχρονα με το ίδιο το κτίριο, ενσωματώνοντας απρόσκοπτα τη δομή του κτιρίου. Τα συστήματα BIPV όχι μόνο παράγουν ηλεκτρική ενέργεια αλλά συμβάλλουν και στην αισθητική εμφάνιση του κτιρίου.

① BAPV: Συνήθως, τα συστήματα BAPV χρησιμοποιούν ειδικούς βραχίονες για τη στερέωση των φωτοβολταϊκών μονάδων στην υπάρχουσα κτιριακή δομή. Αυτά τα συστήματα εξυπηρετούν κατά κύριο λόγο τη λειτουργία παραγωγής ενέργειας χωρίς να επηρεάζουν την αρχική λειτουργικότητα του κτιρίου και θεωρούνται ηλιακά φωτοβολταϊκά κτίρια «τύπου εγκατάστασης».
② BIPV: Τα συστήματα BIPV περιλαμβάνουν μια εφάπαξ προσέγγιση κατασκευής και επένδυσης, όπου οι δομές υποστήριξης του συστήματος φωτοβολταϊκών, οι φωτοβολταϊκές μονάδες και άλλα ηλεκτρικά εξαρτήματα εγκαθίστανται απευθείας κατά τη φάση κατασκευής του κτιρίου. Τα συστήματα BIPV όχι μόνο παράγουν ηλεκτρική ενέργεια, αλλά αντικαθιστούν και τα συμβατικά οικοδομικά υλικά, λειτουργώντας τόσο ως δομικό στοιχείο όσο και πληρώντας τις λειτουργικές απαιτήσεις του κτιρίου.
Τα συστήματα φωτοβολταϊκών που συνδέονται με κτίρια (BAPV) και ενσωματωμένα φωτοβολταϊκά συστήματα (BIPV) έχουν συμπληρωματικά πλεονεκτήματα και αδυναμίες. Το BIPV είναι γενικά πιο οικονομικό. Σύμφωνα με υπολογισμούς για έργο στέγης εργοστασίου μεταλλικών κατασκευών από την Polaris Solar PV Network , χρησιμοποιώντας α Το σύστημα οροφής BIPV μπορεί να εξοικονομήσει περίπου 164 RMB ανά τετραγωνικό μέτρο σε κόστος υλικού. Επιπλέον, Τα συστήματα BIPV έχουν σχεδιαστική διάρκεια ζωής άνω των 50 ετών, παρέχοντας σημαντικά οικονομικά πλεονεκτήματα. Μια συγκεκριμένη σύγκριση έχει ως εξής:
·BIPV: Ως ολοκληρωμένο φωτοβολταϊκό σύστημα, το BIPV ενσωματώνεται στον συνολικό αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, με αποτέλεσμα μια πιο συνεκτική και αισθητικά ευχάριστη εμφάνιση κτιρίου.
·BAPV: Όντας ένα εκ των υστέρων σύστημα, το BAPV προστίθεται μετά την κατασκευή, οδηγώντας σε λιγότερο συνεκτική εμφάνιση.
·BIPV: Η οροφή στις κατασκευές BIPV είναι μια απλή φέρουσα κατασκευή, με σαφή κατανομή δύναμης, εξασφαλίζοντας υψηλή ασφάλεια.
·BAPV: Λόγω της μετασκευασμένης φύσης της, η οροφή στα συστήματα BAPV αντιμετωπίζει πιο περίπλοκες συνθήκες φόρτωσης, οι οποίες, υπό μακροχρόνιο φορτίο ανέμου και παραμόρφωση, μπορεί να προκαλέσουν φαινόμενα κόπωσης που θα μπορούσαν να θέσουν σε κίνδυνο τη δομική ασφάλεια.
·BIPV: Χρησιμοποιεί υδρόφοβα γυάλινα πάνελ σε συνδυασμό με κύρια κανάλια νερού, αδιάβροχα στεγανοποιητικά και άλλα στοιχεία για να σχηματίσουν ένα ολοκληρωμένο σύστημα αποστράγγισης οροφής. Οι αρθρωτοί συνδυασμοί δομής οροφής, ταινιών που αναβοσβήνουν και φεγγίτης μπορούν να επιτύχουν ανώτερη απόδοση στεγανοποίησης.
·BAPV: Δεν παρέχει εγγενώς αδιαβροχοποίηση. βασίζεται στην υπάρχουσα στέγη για να έχει επαρκή ικανότητα στεγανοποίησης.
·BIPV: Ως κρίσιμο δομικό στοιχείο, το BIPV πρέπει να πληροί υψηλά πρότυπα για στεγανοποίηση, μόνωση και άλλα κριτήρια αρχιτεκτονικής απόδοσης, καθιστώντας την εγκατάσταση πιο δύσκολη.
·BAPV: Περιλαμβάνει απλώς την προσθήκη φωτοβολταϊκών στοιχείων σε μια υπάρχουσα στέγη, καθιστώντας την εγκατάσταση σχετικά απλή.
·BIPV: Οι στέγες σχεδιάζονται με αρθρωτά φωτοβολταϊκά πάνελ, αλλά η συντήρηση απαιτεί τη διασφάλιση ότι οι λειτουργίες στέγης παραμένουν ανέπαφες, γεγονός που αυξάνει την πολυπλοκότητα των λειτουργιών και της συντήρησης.
·BAPV: Η συντήρηση μπορεί να πραγματοποιηθεί απευθείας στην οροφή με σχετικά εύκολη αποσυναρμολόγηση και επανασυναρμολόγηση, καθιστώντας τις λειτουργίες και τη συντήρηση λιγότερο απαιτητικές.
BIPV έναντι BAPV: Ολοκληρωμένη σύγκριση κόστους
| Σύγκριση στοιχείων | Σύστημα BIPV | Σύστημα BAPV |
| Πάνελ οροφής αλουμινίου-μαγνήσιου-μαγγανίου | / |
Συμπεριλαμβάνονται πάνελ οροφής αλουμινίου-μαγνήσιου-μαγγανίου με κάθετη κλειδαριά και στηρίγματα τύπου Τ από κράμα αλουμινίου, περίπου 200 £/㎡ |
| Αξεσουάρ βραχίονα συστήματος | Συμπεριλαμβάνονται ελαφριές λωρίδες καμφοράς, ταινίες από κράμα αλουμινίου, λωρίδες σφράγισης από καουτσούκ, στερέωση κ.λπ. περίπου ¥0,6/W*120W/㎡=¥72 | Συμπεριλαμβανομένων σφιγκτήρων, ράγες οδήγησης, στερέωσης κ.λπ. περίπου ¥0,3 /W*120W/㎡ = ¥36 |
| Πίνακας μονάδας μονάδας παραγωγής ενέργειας φωτοβολταϊκών | Συμπεριλαμβανομένων των φωτοβολταϊκών πλαισίων και των πλαισίων από κράμα Ming, περίπου 120W/㎡'* ¥ 2,8 /W= ¥336 | Συμπεριλαμβανομένων των φωτοβολταϊκών πλαισίων και των πλαισίων από κράμα Ming, περίπου 120W/㎡* ¥ 2,8 /W = 336 ¥ |
| Ολοκληρωμένο κόστος (τιμή υλικού) | Εξαρτήματα βραχίονα συστήματος + πλακέτα μονάδας εξαρτήματος παραγωγής φωτοβολταϊκού ρεύματος =¥408 /㎡ | Πάνελ οροφής από αλουμίνιο-μαγνήσιο-μαγγάνιο + εξαρτήματα βραχίονα συστήματος + πλακέτα μονάδας παραγωγής φωτοβολταϊκών = ¥572 /㎡ |
| Κόστος μονάδας (γιουάν/τετραγωνικό μέτρο) | 408 | 572 |
| Σύναψη | Η χρήση του ενσωματωμένου συστήματος στέγης φωτοβολταϊκών κτιρίων μπορεί να εξοικονομήσει υλικά £160 /㎡ | |
Στοιχεία από Polaris Solar PV Network
BIPV εναντίον BAPV
| Σύγκριση στοιχείων | Σύστημα BIPV | Σύστημα BAPV |
| Εμφάνιση κτιρίου | Ενσωματώνεται στον συνολικό σχεδιασμό του κτιρίου, χωρίς να χάνει την ομορφιά | Καθυστερημένη εγκατάσταση, κακή ακεραιότητα |
| Design Life | Η διάρκεια ζωής μπορεί να φτάσει περισσότερα από 50 χρόνια | 20-25 ετών |
| Καταπόνηση στέγης | Η οροφή είναι μια απλή οροφή με σαφή δομική καταπόνηση και υψηλή δομική ασφάλεια | Η πολύπλοκη καταπόνηση, το μακροχρόνιο φορτίο ανέμου και η παραμόρφωση μπορεί να προκαλέσουν φαινόμενα κόπωσης, επηρεάζοντας τη δομική ασφάλεια |
| Αδιαβροχοποίηση | Το στέλεχος αποστράγγισης οροφής αποτελείται από υδρόφοβα γυάλινα πάνελ, κύριες δεξαμενές νερού. αδιάβροχα στεγανοποιητικά, κ.λπ. | Δεν χρειάζεται να παρέχεται στεγανωτική ικανότητα, μόνο η υπάρχουσα στέγη πρέπει να έχει στεγανωτική ικανότητα |
| Δυσκολία κατασκευής | Ακρίβεια εγκατάστασης Hiah, αναλαμβάνει στεγανοποίηση ταράτσας, θερμομόνωση και άλλες λειτουργίες, και έχει μεγάλη κατασκευαστική δυσκολία | Κατασκευή σε δύο φάσεις, χαμηλή δυσκολία στην εγκατάσταση εξαρτημάτων |
| Λειτουργία και Συντήρηση | Η οροφή είναι αρθρωτά αποσυναρμολογημένη και τοποθετημένη με μία μονάδα μπαταρίας ως μονάδα. Κατά την επιθεώρηση και την επισκευή, είναι επίσης απαραίτητο να λαμβάνεται υπόψη εάν οι λειτουργίες της οροφής έχουν ολοκληρωθεί και η λειτουργία και η συντήρηση είναι δύσκολη | Μπορεί να επιθεωρηθεί απευθείας και να επισκευαστεί στην οροφή, η αποσυναρμολόγηση και η συναρμολόγηση είναι σχετικά βολικές και η λειτουργία και η συντήρηση είναι εύκολη |
Στοιχεία από Polaris Solar PV Network
Τα φωτοβολταϊκά (PV) κύτταρα αποτελούν τα θεμελιώδη στοιχεία πυρήνα των συστημάτων παραγωγής ενέργειας ΦΒ. Κατηγοριοποιούνται κυρίως σε ηλιακά κύτταρα κρυσταλλικού πυριτίου και ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης με βάση τα υλικά που χρησιμοποιούνται. Οι κυψέλες κρυσταλλικού πυριτίου κυριαρχούν στο μερίδιο αγοράς, ενώ οι κυψέλες λεπτής μεμβράνης αναμένεται να δουν αυξημένη διείσδυση λόγω της ανάπτυξης των εφαρμογών φωτοβολταϊκών κτιρίων.
Σύγκριση κυψελών κρυσταλλικού πυριτίου και λεπτής μεμβράνης στον τομέα των φωτοβολταϊκών κτιρίων
| Ηλιακά κύτταρα κρυσταλλικού πυριτίου | Ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης | |
| Ισχύς ανά μονάδα επιφάνειας | Ένας φωτοβολταϊκός σταθμός κρυσταλλικού πυριτίου με επιφάνεια στέγης 1.000 τετραγωνικών μέτρων έχει χωρητικότητα περίπου 100 kW. | Ένας φωτοβολταϊκός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής λεπτής μεμβράνης με επιφάνεια στέγης 1.000 τετραγωνικών μέτρων έχει χωρητικότητα περίπου 70 kW. |
| Απόδοση χαμηλού φωτισμού | Τα ηλιακά κύτταρα κρυσταλλικού πυριτίου έχουν σχετικά κακή απόδοση σε χαμηλό φωτισμό. Για παράδειγμα, σε μια πόλη της νότιας Κίνας, οι φωτοβολταϊκές μονάδες κρυσταλλικού πυριτίου που είναι εγκατεστημένες με στραμμένη προς το νότο επιτυγχάνουν μόνο το 59% της μέγιστης απόδοσής τους κάτω από συνθήκες μη βέλτιστου φωτισμού. | Τα ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης έχουν ισχυρή απόδοση σε χαμηλό φωτισμό και είναι λιγότερο ευαίσθητα στις γωνίες εγκατάστασης. Παράγουν ηλεκτρική ενέργεια για μεγαλύτερες περιόδους σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού σε σύγκριση με τις κυψέλες κρυσταλλικού πυριτίου, καθιστώντας τις πιο κατάλληλες για εγκαταστάσεις που δεν βλέπουν στο νότο, τοίχους κουρτινών και έργα BlPV σε συννεφιασμένες ή ψυχρές περιοχές. |
| Συντελεστής θερμοκρασίας | Ο συντελεστής θερμοκρασίας είναι σχετικά υψηλός. Όταν η θερμοκρασία λειτουργίας υπερβαίνει τους 25°c, η μέγιστη ισχύς εξόδου μειώνεται κατά 0,40-0,45% για κάθε αύξηση κατά 1°c. | Ο συντελεστής θερμοκρασίας είναι σχετικά χαμηλός, όταν η θερμοκρασία λειτουργίας υπερβαίνει τους 25℃, η μέγιστη ισχύς εξόδου μειώνεται μόνο κατά 0,19-0,21% για κάθε αύξηση 1°C. |
| Ποικιλία χρωμάτων | Οι χρωματικές επιλογές είναι κυρίως σε αποχρώσεις του μπλε, όπως βαθύ μπλε και γαλάζιο. | Οι μονάδες λεπτής μεμβράνης μπορούν να παραχθούν σε διάφορα χρώματα ανάλογα με τις ανάγκες. |
| Βάρος μονάδας | Οι μονάδες είναι σχετικά βαριές. | Είναι σχετικά ελαφριά, μειώνοντας τη δυσκολία και το κόστος κατασκευής στέγης. Επιπλέον, όταν χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές τοίχου με κουρτίνα, οι μονάδες Py λεπτής μεμβράνης απαιτούν λιγότερη δομική υποστήριξη και έχουν χαμηλότερο κόστος σε σύγκριση με τις μονάδες κρυσταλλικού πυριτίου. |
Πηγή έως το 2021 Κρυσταλλικό πυρίτιο, λεπτή μεμβράνη και περοβσκίτη BIPV τεχνολογία και φόρουμ αγοράς
Συνολικά, τα τεχνολογικά συστήματα κρυσταλλικού πυριτίου και λεπτής μεμβράνης διαδραματίζουν συμπληρωματικούς ρόλους στον τομέα των φωτοβολταϊκών κτιρίων. Η τεχνολογία λεπτής μεμβράνης έχει ένα σαφές πλεονέκτημα σε συγκεκριμένα έργα φωτοβολταϊκών κτιρίων, όπως στέγες που δεν έχουν νότιο προσανατολισμό, τοίχους κουρτινών και προσαρμοσμένα σενάρια. Σύμφωνα με μια μελέτη του 2018 από το Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems στη Γερμανία για ευρωπαϊκά έργα BIPV , περίπου το 90% των έργων BIPV στέγης χρησιμοποιούν τεχνολογία κρυσταλλικού πυριτίου, ενώ περίπου το 56% των έργων BIPV προσόψεων χρησιμοποιούν τεχνολογία λεπτής μεμβράνης.
Στοιχεία από Fraunhofer
Στοιχεία από Fraunhofer
Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά των κύριων τεχνικών συστημάτων φωτοβολταϊκών κυψελών
| Τεχνολογικό Σύστημα | Ειδικά Υλικά | Απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής | Πλεονέκτημα | Μειονέκτημα |
| Ηλιακά κύτταρα κρυσταλλικού πυριτίου | Μονοκρυσταλλικό πυρίτιο | 16% - 18% | Μεγάλη διάρκεια ζωής (γενικά έως 20-30 χρόνια), υψηλή απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής | Υψηλό κόστος παραγωγής, μεγάλος χρόνος παραγωγής, κακή απόδοση σε χαμηλό φωτισμό |
| Πολυκρυσταλλικό πυρίτιο | 14% - 16% | Υψηλή σταθερότητα φωτός, χαμηλό κόστος, απλή παραγωγή και καμία εμφανής μείωση της απόδοσης | Κακή απόδοση παραγωγής ενέργειας σε χαμηλό φωτισμό | |
| Ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης | Άμορφο πυρίτιο | 6% - 9% | Ώριμη τεχνολογία, χαμηλό κατώφλι παραγωγής | Περιορισμένη απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής |
| Χαλκό ινδίου σεληνιούχο γάλλιο (ClGS) | 11% | Χαμηλό κόστος παραγωγής, χαμηλή ρύπανση, καμία πτώση, καλή απόδοση σε χαμηλό φωτισμό, υψηλή απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής | Η τεχνολογία είναι εξαιρετικά ευαίσθητη στις στοιχειώδεις αναλογίες και η δομή είναι πολύπλοκη, που απαιτεί εξαιρετικά αυστηρή επεξεργασία και προετοιμασία συνθήκες |
|
| Τελλουρίδιο του καδμίου (CdTe) | 9% - 12% | Χαμηλό κόστος κατασκευής, υψηλή απόδοση μετατροπής, συντελεστής χαμηλής θερμοκρασίας (εξαιρετική απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία), καλό αποτέλεσμα χαμηλού φωτισμού | Η σπανιότητα των πρώτων υλών και η τοξικότητα του καδμίου απαιτούν ένα σύστημα ανακύκλωσης μεγάλης κλίμακας, καθιστώντας τις εφαρμογές μεγάλης κλίμακας δύσκολες |
Πηγή από Έρευνα για την εφαρμογή ηλιακών φωτοβολταϊκών σε κτίρια, Επισκόπηση της ανάπτυξης της βιομηχανίας ηλιακών κυττάρων λεπτού υμενίου χαλκού ινδίου σεληνίου
Κατά τη σύγκριση των ιστορικών δυνατοτήτων εγκατάστασης των ανεπτυγμένων περιοχών, η τρέχουσα συνολική εγκατάσταση BIPV της Κίνας είναι ισοδύναμη με τα επίπεδα που έφτασαν η Ιαπωνία και η Ευρώπη πριν από περίπου 5 έως 10 χρόνια. Αυτή η τροχιά δείχνει ότι η αγορά στην Κίνα απέχει πολύ από το να είναι ώριμη και ότι υπάρχει σημαντικό περιθώριο διείσδυσης BIPV να αυξηθεί στο μέλλον.
Κοινή χρήση υπόθεσης BIPV | Το Solar Glass υλοποιεί τις ιδιότροπες ιδέες σας
CdTe Solar Photovoltaic Glass για Προσόψεις & Αεριζόμενα Φ/Β συστήματα
CdTe Solar Glass: Ένα πράσινο παράθυρο για μελλοντικά κτίρια
Solar Glass Solutions: Power Renovation Old Houses Sustainable
Χτίζοντας ένα πιο πράσινο αύριο: Εξερευνώντας την τεχνολογία BIPV