BIPV kundër BAPV: Rolet plotësuese në ndërtesat fotovoltaike

Ndërtimi fotovoltaik (PV) mund të ndahet në dy lloje bazuar në nivelin e integrimit të moduleve PV: PV-të e bashkangjitura në ndërtesë (BAPV) dhe PV e integruar në ndërtesë (BIPV) . Megjithëse BIPV ka disa avantazhe për sa i përket kostos dhe performancës, zhvillimi i tij është ende në fazat e hershme. BAPV, i cili mund të instalohet drejtpërdrejt në ndërtesat ekzistuese, mbetet forma kryesore. Në krahasim me tregjet jashtë shtetit, instalimet BIPV në Japoni, Francë, Itali dhe Shtetet e Bashkuara kanë arritur përkatësisht 3GW, 2.7GW, 2.5GW dhe 0.6GW, ndërsa në Kinë ishte vetëm 0.7GW në vitin 2020, duke treguar një potencial të rëndësishëm për rritjen e depërtimit të BIPV në të ardhmen . Për më tepër, nga perspektiva e modelit të biznesit, BAPV ruan më shumë karakteristika të produkteve FV, me projekte të udhëhequra kryesisht nga kompanitë prodhuese të FV. Nga ana tjetër, BIPV është e lidhur ngushtë me procesin e përgjithshëm të ndërtimit, duke u mbështetur më shumë në aftësitë EPC të kompanive të ndërtimit, duke sjellë kështu mundësi të reja rritjeje në sektorin e ndërtimit. Në përgjithësi, BAPV dhe BIPV plotësojnë pikat e forta dhe të dobëta të njëri-tjetrit, duke ofruar mundësi të konsiderueshme rritjeje si për prodhuesit e FV, ashtu edhe për firmat e ndërtimit në industrinë e ndërtimit të FV.

Krahasimi i metodave të instalimit: Fotovoltaik i bashkangjitur në ndërtesë (BAPV) kundrejt Fotovoltaikut të integruar në ndërtesë (BIPV)

Aplikimet fotovoltaike (PV) në ndërtesa përfaqësojnë një kufi të ri për prodhimin e energjisë diellore. Kjo teknologji integron sistemet FV me strukturat e jashtme të ndërtesave, duke rritur efikasitetin e energjisë dhe duke reduktuar konsumin, duke e bërë atë një komponent thelbësor në arritjen e ndërtesave pasive me energji të ulët. 

Bazuar në shkallën e integrimit, sistemet FV të ndërtesave mund të kategorizohen në dy lloje:

① Fotovoltaik i ngjitur në ndërtesë (BAPV): Kjo i referohet sistemeve FV të instaluara në ndërtesat ekzistuese, duke shfrytëzuar hapësirat boshe për prodhimin e energjisë. BAPV përdoret zakonisht në rikonstruksionin e strukturave ekzistuese.

② Fotovoltaik i integruar në ndërtesë (BIPV): Kjo përfshin sisteme PV që janë projektuar, ndërtuar dhe instaluar njëkohësisht me vetë ndërtesën, duke u integruar pa probleme me strukturën e ndërtesës. Sistemet BIPV jo vetëm që prodhojnë energji elektrike, por gjithashtu kontribuojnë në pamjen estetike të ndërtesës.

Krahasimi i metodave të ndërtimit:

① BAPV: Në mënyrë tipike, sistemet BAPV përdorin kllapa speciale për të siguruar modulet PV në strukturën ekzistuese të ndërtesës. Këto sisteme kryesisht i shërbejnë funksionit të gjenerimit të energjisë pa ndikuar në funksionalitetin origjinal të ndërtesës dhe konsiderohen si ndërtesa PV diellore 'të tipit instalues'.

② BIPV: Sistemet BIPV përfshijnë një qasje ndërtimi dhe investimi një herë, ku strukturat mbështetëse të sistemit PV, modulet PV dhe komponentët e tjerë elektrikë instalohen drejtpërdrejt gjatë fazës së ndërtimit të ndërtesës. Sistemet BIPV jo vetëm që gjenerojnë energji elektrike, por edhe zëvendësojnë materialet konvencionale të ndërtimit, duke shërbyer si një komponent strukturor dhe duke përmbushur kërkesat funksionale të ndërtesës.

Avantazhet dhe disavantazhet plotësuese të BAPV dhe BIPV, me BIPV që ofron përfitime më të mëdha ekonomike

Sistemet fotovoltaike të bashkangjitura në ndërtesë (BAPV) dhe fotovoltaike të integruara në ndërtesë (BIPV) kanë pika të forta dhe të dobëta plotësuese. BIPV është përgjithësisht më ekonomike. Sipas llogaritjeve për projektin e çatisë së fabrikës me strukturë çeliku nga Polaris Solar PV Network , duke përdorur a Sistemi i çatisë BIPV mund të kursejë afërsisht 164 RMB për metër katror në kostot e materialit. Për më tepër, Sistemet BIPV kanë një jetëgjatësi të projektimit mbi 50 vjet, duke ofruar avantazhe të rëndësishme ekonomike gjithëpërfshirëse. Një krahasim specifik është si më poshtë:

1) Estetika e ndërtimit

·BIPV: Si një sistem i integruar fotovoltaik, BIPV është përfshirë në dizajnin e përgjithshëm arkitektonik, duke rezultuar në një pamje më kohezive dhe estetikisht të këndshme të ndërtesës.

·BAPV: Duke qenë një sistem i rinovuar, BAPV shtohet pas ndërtimit, duke çuar në një pamje më pak kohezive.

2) Mbajtëse në çati

·BIPV: Çatia në konstruksionet BIPV është një strukturë e drejtpërdrejtë mbajtëse, me shpërndarje të qartë të forcës, duke garantuar siguri të lartë.

·BAPV: Për shkak të natyrës së saj të rinovuar, çatia në sistemet BAPV përjeton kushte ngarkimi më komplekse, të cilat, nën ngarkesën dhe deformimin afatgjatë të erës, mund të shkaktojnë efekte lodhjeje që mund të rrezikojnë sigurinë strukturore.

3) Hidroizolim

·BIPV: Përdor panele xhami hidrofobike të kombinuara me kanalet kryesore të ujit, vula të papërshkueshme nga uji dhe elementë të tjerë për të formuar një sistem kullimi gjithëpërfshirës të çatisë. Kombinimet modulare të strukturës së çatisë, ndezjes dhe brezave të xhamit mund të arrijnë performancë superiore hidroizoluese.

·BAPV: Nuk siguron në thelb hidroizolim; mbështetet në çatinë ekzistuese për të pasur aftësi adekuate hidroizoluese.

4) Vështirësia e ndërtimit

·BIPV: Si një komponent strukturor kritik, BIPV duhet të përmbushë standardet e larta për hidroizolimin, izolimin dhe kriteret e tjera të performancës arkitekturore, duke e bërë instalimin më sfidues.

·BAPV: Përfshin thjesht shtimin e komponentëve PV në një çati ekzistuese, duke e bërë instalimin relativisht të thjeshtë.

5) Operimi dhe mirëmbajtja

·BIPV: Çatitë janë projektuar me panele modulare PV, por mirëmbajtja kërkon të sigurohet që funksionet e çatisë të mbeten të paprekura, gjë që rrit kompleksitetin e funksionimit dhe mirëmbajtjes.

·BAPV: Mirëmbajtja mund të kryhet direkt në çati me çmontim dhe rimontim relativisht të lehtë, duke i bërë operacionet dhe mirëmbajtjen më pak sfiduese.

BIPV kundrejt BAPV: Krahasimi gjithëpërfshirës i kostos

Krahasimi ltems	Sistemi BIPV	Sistemi BAPV
Panele çati alumini-magnez-mangan	/	Përfshirë panelet e çatisë prej alumini-magnez-mangan me skaj vertikal me mbyllje dhe mbështetëse të tipit T të aliazhit të aluminit, rreth 200 £/㎡
Aksesorët e kllapave të sistemit	Përfshirë shiritat mbajtës të kamforit të tenxhereve të lehta, shiritat e aliazhit të aluminit, shiritat mbyllës gome, fiksimet, etj. rreth 0,6 ￥/W*120W/㎡=￥72	Përfshirë kapëset, shinat udhëzuese, fiksimet, etj. rreth ￥0,3 /W*120W/㎡ = 36 ￥
Bordi i njësisë së modulit të gjenerimit të energjisë fotovoltaike	Përfshirë panelet fotovoltaike dhe kornizat e aliazhit Ming, rreth 120 W/㎡'* ￥ 2,8 /W= 336 ￥	Përfshirë panelet fotovoltaike dhe kornizat e aliazhit Ming, rreth 120 W/㎡* ￥ ​​2,8 /W = 336 ￥
Kosto gjithëpërfshirëse (çmimi i materialit)	Aksesorët e kllapave të sistemit + Pllaka e njësisë së komponentit të prodhimit të energjisë fotovoltaike =￥408 /㎡	Panelet e çatisë alumini-magnez-mangan + aksesorët e kllapave të sistemit + pllaka e komponentit të prodhimit të energjisë fotovoltaike = 572 ￥ /㎡
Kostoja për njësi (juan/metër katror)	408	572
konkluzioni	Përdorimi i sistemit të integruar të çatisë fotovoltaike mund të kursejë materiale 160 £ /㎡

Të dhënat nga  Polaris Solar PV Network

BIPV kundër BAPV

Krahasimi ltems	Sistemi BIPV	Sistemi BAPV
Pamja e ndërtesës	Inkorporuar në dizajnin e përgjithshëm të ndërtesës, pa humbur bukurinë	Instalim i vonë, integritet i dobët
Jeta e projektimit	Jetëgjatësia mund të arrijë më shumë se 50 vjet	20-25 vjet
Stresi i çatisë	Çatia është një çati e thjeshtë me stres të qartë strukturor dhe siguri të lartë strukturore	Stresi kompleks, ngarkesa afatgjatë e erës dhe deformimi mund të prodhojnë efekte lodhjeje, duke ndikuar në sigurinë strukturore
Hidroizolimi	Svstemi i kullimit të çatisë është i formuar nga panele xhami hidrofobike, rezervuarë kryesorë uji. vula të papërshkueshme nga uji, etj. Struktura e çatisë, skajet vezulluese, shiritat e dritës, etj. janë krijuar në mënyrë modulare për të shmangur rreziqet e rrjedhjeve	Nuk ka nevojë të sigurohet aftësi hidroizoluese, vetëm çatia ekzistuese duhet të ketë aftësi hidroizoluese
Vështirësia e ndërtimit	Saktësia e instalimit Hiah, kryen hidroizolimin e çatisë, izolimin e nxehtësisë dhe funksione të tjera, dhe ka vështirësi të mëdha ndërtimi	Ndërtimi në dy faza, vështirësi e ulët në instalimin e komponentëve
Operimi dhe mirëmbajtja	Çatia është e dizajnuar në mënyrë modulare dhe e instaluar me një modul të vetëm baterie si njësi. Gjatë inspektimit dhe riparimit, është gjithashtu e nevojshme të merret parasysh nëse funksionet e çatisë janë të përfunduara dhe funksionimi dhe mirëmbajtja janë të vështira	Mund të inspektohet dhe riparohet drejtpërdrejt në çati, çmontimi dhe montimi janë relativisht të përshtatshëm dhe funksionimi dhe mirëmbajtja janë të lehta

Të dhënat nga Polaris Solar PV Network

Sistemet teknike: silic kristalor dhe film i hollë si materiale përbërëse kryesore

Qelizat fotovoltaike (PV) janë komponentët thelbësorë të sistemeve të prodhimit të energjisë PV. Ato kategorizohen kryesisht në qeliza diellore kristalore silikoni dhe qeliza diellore me film të hollë bazuar në materialet e përdorura. Qelizat kristalore të silikonit dominojnë pjesën e tregut, ndërsa qelizat me shtresë të hollë pritet të kenë një depërtim të shtuar për shkak të rritjes së aplikimeve të ndërtesave fotovoltaike.

1) Qelizat kristalore të silikonit:

Qelizat diellore kristalore të silikonit janë zhvilluar gjatë disa dekadave, duke çuar në një sistem të pjekur teknologjik me përmirësim të vazhdueshëm të efikasitetit të konvertimit fotoelektrik. Industria gjithashtu është zgjeruar me shpejtësi, duke ulur ndjeshëm kostot marxhinale të prodhimit. Në industrinë aktuale PV, qelizat kristalore të silikonit mbajnë mbi 95% të pjesës së tregut për shkak të avantazheve të kostos ekonomike të sjella nga ekonomitë e shkallës dhe efikasitetit të tyre të lartë të konvertimit. Midis tyre, qelizat monokristaline të silikonit karakterizohen nga efikasiteti i lartë i konvertimit fotoelektrik dhe kostot e larta të prodhimit, ndërsa qelizat polikristaline të silikonit kanë efikasitet pak më të ulët të konvertimit, por janë të lira për t'u prodhuar dhe nuk vuajnë nga degradimi i ndjeshëm i efikasitetit. Përpara vitit 2017, qelizat polikristaline mbanin një pjesë të tregut deri në 73%. Që nga viti 2017, futja e teknologjive të reja të prodhimit ka ulur ndjeshëm kostot e prodhimit të silikonit monokristalor dhe rritja e depërtimit të teknologjisë PERC ka përmirësuar ndjeshëm efikasitetin e konvertimit të silikonit monokristaline, i cili tani përbën rreth 90% të tregut të qelizave kristalore të silikonit.

2) Qelizat me shtresë të hollë:

Qelizat me shtresë të hollë nuk kanë arritur ende një shkallë të madhe tregu për shkak të efikasitetit të tyre relativisht më të ulët të konvertimit fotoelektrik. Megjithatë, ato shfaqin performancë të fortë në dritë të ulët, duke i bërë ato dukshëm më efektive se modulet e silikonit kristalor në disa projekte BAPV/BIPV që nuk kanë pamje nga jugu. Për më tepër, për shkak se qelizat me shtresë të hollë kanë një koeficient më të mirë të temperaturës, ato mund të ruajnë performancën në kushte ekstreme të temperaturës së lartë, duke kompensuar në mënyrë efektive mangësitë e silikonit kristalor. Qelizat kristalore të silikonit janë kryesisht të disponueshme në ngjyrat blu të thellë dhe blu të lehta, të cilat janë disi monotone dhe nuk mund të plotësojnë nevojat e ndryshme të ngjyrave të ndërtesave fotovoltaike. Në të kundërt, qelizat me shtresë të hollë ofrojnë avantazhin e ngjyrave të rregullueshme, me produktet aktuale të tregut që mbulojnë pothuajse të gjitha skemat e zakonshme të ngjyrave. Për më tepër, qelizat me shtresë të hollë janë relativisht të lehta, duke reduktuar vështirësinë e ndërtimit dhe kostot e prodhimit të strukturave mbështetëse kur përdoren module PV me shtresë të hollë.

Krahasimi i qelizave kristalore të silikonit dhe filmit të hollë në fushën e fotovoltaikëve të ndërtesave

	Qeliza diellore të silikonit kristalor	Qelizat diellore me film të hollë
Fuqia për njësi të sipërfaqes	Një termocentral fotovoltaik silikoni kristalor me një sipërfaqe çati prej 1000 metrash katrorë ka një kapacitet prej afërsisht 100 kW.	Një termocentral fotovoltaik me film të hollë me një sipërfaqe çati prej 1000 metrash katrorë ka një kapacitet prej afërsisht 70 kW.
Performanca në dritë të ulët	Qelizat diellore të silikonit kristalor kanë performancë relativisht të dobët në dritë të ulët. Për shembull, në një qytet të Kinës jugore, modulet PV të silikonit kristalor të instaluara drejt jugut arrijnë vetëm 59% të efikasitetit të tyre maksimal në kushte jooptimale të dritës.	Qelizat diellore me shtresë të hollë kanë performancë të fortë në dritë të ulët dhe janë më pak të ndjeshme ndaj këndeve të instalimit. Ata gjenerojnë energji elektrike për periudha më të gjata në kushte me dritë të ulët në krahasim me qelizat kristalore të silikonit, duke i bërë ato më të përshtatshme për instalime me pamje nga jugu, mure perde dhe projekte BlPV në rajone me re ose të ftohta.
Koeficienti i temperaturës	Koeficienti i temperaturës është relativisht i lartë. Kur temperatura e funksionimit kalon 25°c, fuqia maksimale e prodhimit zvogëlohet me 0,40-0,45% për çdo rritje prej 1°c.	Koeficienti i temperaturës është relativisht i ulët, kur temperatura e funksionimit kalon 25℃, fuqia maksimale e prodhimit zvogëlohet me vetëm 0,19-0,21% për çdo rritje prej 1°C.
Diversiteti i ngjyrave	Opsionet e ngjyrave janë kryesisht në nuancat e blusë, si blu e thellë dhe blu e hapur.	Modulet me shtresë të hollë mund të prodhohen në ngjyra të ndryshme sipas nevojës.
Pesha e modulit	Modulet janë relativisht të rënda.	Ato janë relativisht të lehta, duke reduktuar vështirësinë dhe kostot e ndërtimit të çatisë. Për më tepër, kur përdoren në aplikimet e mureve me perde, modulet Py me shtresë të hollë kërkojnë më pak mbështetje strukturore dhe kanë kosto më të ulëta në krahasim me modulet e silikonit kristalor.

Burimi deri në vitin 2021 Teknologjia dhe forumi i tregut të silikonit kristalor, filmit të hollë dhe perovskitit BIPV

Në përgjithësi, silikoni kristalor dhe sistemet teknologjike me shtresë të hollë luajnë role plotësuese në fushën e ndërtesave fotovoltaike. Teknologjia e filmit të hollë ka një avantazh të veçantë në projektet specifike të ndërtesave fotovoltaike, të tilla si çatitë me pamje nga jugu, muret me perde dhe skenarët e personalizuar. Sipas një studimi të vitit 2018 nga Instituti Fraunhofer për Sistemet e Energjisë Diellore në Gjermani mbi evropiane BIPV projektet , afërsisht 90% e projekteve BIPV të çatisë përdorin teknologjinë kristalore të silikonit, ndërsa rreth 56% e projekteve BIPV të fasadës përdorin teknologjinë e filmit të hollë.

Klasifikimi dhe karakteristikat e sistemeve kryesore teknike të qelizave fotovoltaike

Sistemi teknologjik	Materiale Specifike	Efikasiteti i konvertimit fotoelektrik	Avantazhi	Disavantazhi
Qeliza diellore të silikonit kristalor	Silic monokristalor	16% - 18%	Jetëgjatësi e gjatë (përgjithësisht deri në 20-30 vjet), efikasitet i lartë i konvertimit fotoelektrik	Kostoja e lartë e prodhimit, koha e gjatë e prodhimit, performanca e dobët në dritë të ulët
	Silic polikristalor	14% - 16%	Stabilitet i lartë i dritës, kosto e ulët, prodhim i thjeshtë dhe pa rënie të dukshme të efikasitetit	Performancë e dobët e prodhimit të energjisë në dritë të ulët
Qelizat diellore me film të hollë	Silic amorf	6% - 9%	Teknologji e pjekur, pragu i ulët i prodhimit	Efikasitet i kufizuar i konvertimit fotoelektrik
	Indium galium selenide bakri (ClGS)	11%	Kosto e ulët e prodhimit, ndotje e ulët, pa rënie, performancë e mirë në dritë të ulët, efikasitet i lartë i konvertimit fotoelektrik	Teknologjia është shumë e ndjeshme ndaj raporteve elementare, dhe struktura është komplekse, që kërkon përpunim dhe përgatitje jashtëzakonisht të rreptë kushtet
	Teluridi i kadmiumit (CdTe)	9% - 12%	Kosto e ulët e prodhimit, efikasitet i lartë i konvertimit, koeficienti i temperaturës së ulët (performancë e shkëlqyer në temperaturë të ulët), efekt i mirë në dritë të ulët	Mungesa e lëndëve të para dhe toksiciteti i kadmiumit kërkojnë një sistem riciklimi në shkallë të gjerë, duke i bërë të vështira aplikimet në shkallë të gjerë

Burimi nga Kërkimi mbi aplikimin e fotovoltaikëve diellorë në ndërtesa, Përmbledhje e zhvillimit të industrisë së qelizave diellore me film të hollë të bakrit indium galium selenid

BAPV (Fotovoltaik i ngjitur në ndërtesë) është aktualisht forma kryesore e fotovoltaikëve të ndërtesave.

Nga peizazhi aktual i industrisë, BAPV mbetet forma dominuese e fotovoltaikëve të integruar në ndërtesa. Kjo është kryesisht për shkak se ndërtimi i ndërtesave të reja është i kufizuar çdo vit, dhe standardet për BIPV nuk janë vendosur ende plotësisht. Edhe nëse BIPV do të miratohej menjëherë, do të duheshin ende 3-5 vjet derisa ndërtesat të arrijnë fazën e mbulimit përpara se BIPV të mund të përdoret. Në të kundërt, riparimi i çatisë ekzistuese është relativisht më i lehtë dhe bollëku i burimeve ekzistuese të çatisë e bën atë më të përshtatshëm për zhvillimin e shpejtë të fotovoltaikëve të shpërndarë në këtë fazë.

Krahasuar me tregjet e pjekura jashtë shtetit, BIPV ka një potencial të rëndësishëm për rritjen e penetrimit në të ardhmen.

Në vendet e zhvilluara, fotovoltaikët e integruar në ndërtesa (BIPV) filluan më herët, me shumë vende që zbatuan politika të ndryshme nxitëse dhe plane zhvillimi që në fund të shekullit të 20-të. Për shembull, Gjermania, Italia, Japonia dhe Shtetet e Bashkuara kanë krijuar të gjitha 'Programet e çatisë diellore PV', duke vendosur objektiva të qarta për ndërtimin e kapaciteteve të instalimit të FV në vitet e ardhshme. Që nga viti 2018, sipas një raporti të organizatës BIPVBOOST, Japonia kishte instalimin më të lartë kumulativ të BIPV në nivel global, me një kapacitet prej 3 GW, e ndjekur nga Franca (2.7 GW), Italia (2.5 GW) dhe Shtetet e Bashkuara (0.6 GW). Në të kundërt, instalimi kumulativ BIPV i Kinës ishte vetëm 0,1 GW (afërsisht 0,7 GW deri në vitin 2020).

Kur krahasohen kapacitetet historike të instalimeve të rajoneve të zhvilluara, instalimi total aktual i BIPV i Kinës është i barabartë me nivelet që Japonia dhe Evropa arritën rreth 5 deri në 10 vjet më parë. Kjo trajektore tregon se tregu në Kinë është larg të qenit i pjekur dhe ka hapësirë ​​të konsiderueshme që depërtimi i BIPV të rritet në të ardhmen.