تم وصف الطاقة الكهروضوئية المدمجة في البناء بأنها المكان الذي تحاول فيه المنتجات الكهروضوئية غير التنافسية الوصول إلى السوق.لكن هذا قد لا يكون عادلاً، كما يقول بيورن راو، المدير الفني ونائب مدير شركة PVcomB في شركة PVcomB
Helmholtz-Zentrum في برلين، الذي يعتقد أن الحلقة المفقودة في نشر BIPV تكمن في تقاطع مجتمع البناء وصناعة البناء والتشييد ومصنعي الطاقة الكهروضوئية.
من مجلة PV
وقد وصل النمو السريع للطاقة الكهروضوئية على مدى العقد الماضي إلى سوق عالمية تبلغ حوالي 100 جيجاوات مثبتة سنويا، مما يعني أنه يتم إنتاج وبيع حوالي 350 إلى 400 مليون وحدة شمسية كل عام.ومع ذلك، فإن دمجها في المباني لا يزال سوقًا متخصصًا.وفقا لتقرير حديث صادر عن مشروع بحث EU Horizon 2020 PVSITES، تم دمج حوالي 2% فقط من القدرة الكهروضوئية المثبتة في واجهات البناء في عام 2016. وهذا الرقم الضئيل ملفت للنظر بشكل خاص عند النظر في استهلاك أكثر من 70% من الطاقة.يتم استهلاك كل ثاني أكسيد الكربون المنتج في جميع أنحاء العالم في المدن، ويأتي ما يقرب من 40 إلى 50 بالمائة من جميع انبعاثات الغازات الدفيئة من المناطق الحضرية.
ولمواجهة تحدي الغازات الدفيئة وتعزيز توليد الطاقة في الموقع، قدم البرلمان الأوروبي والمجلس التوجيه 2010/31 / EU بشأن أداء الطاقة في المباني، والذي تم تصوره على أنه "المباني القريبة من الصفر (NZEB)".وينطبق التوجيه على جميع المباني الجديدة التي سيتم بناؤها بعد عام 2021. وبالنسبة للمباني الجديدة المخصصة لإيواء المؤسسات العامة، فقد دخل التوجيه حيز التنفيذ في بداية هذا العام.
لم يتم تحديد تدابير محددة لتحقيق حالة NZEB.يمكن لأصحاب المباني النظر في جوانب كفاءة الطاقة مثل العزل واستعادة الحرارة ومفاهيم توفير الطاقة.ومع ذلك، نظرًا لأن توازن الطاقة الإجمالي للمبنى هو الهدف التنظيمي، فإن إنتاج الطاقة الكهربائية النشطة داخل المبنى أو حوله ضروري للوفاء بمعايير NZEB.
الإمكانيات والتحديات
ليس هناك شك في أن تنفيذ الطاقة الكهروضوئية سوف يلعب دورًا مهمًا في تصميم المباني المستقبلية أو تحديث البنية التحتية الحالية للمباني.وسيكون معيار NZEB قوة دافعة لتحقيق هذا الهدف، ولكن ليس وحده.يمكن استخدام الخلايا الكهروضوئية المتكاملة للمباني (BIPV) لتنشيط المناطق أو الأسطح الموجودة لإنتاج الكهرباء.وبالتالي، ليست هناك حاجة إلى مساحة إضافية لجلب المزيد من الطاقة الكهروضوئية إلى المناطق الحضرية.إن إمكانات توليد الكهرباء النظيفة المولدة بواسطة الطاقة الكهروضوئية المتكاملة هائلة.وكما وجد معهد بيكريل في عام 2016، فإن الحصة المحتملة لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام تقنية BIPV في إجمالي الطلب على الكهرباء تزيد عن 30 بالمائة في ألمانيا، وفي المزيد من دول الجنوب (مثل إيطاليا) تصل إلى حوالي 40 بالمائة.
ولكن لماذا لا تزال حلول BIPV تلعب دورًا هامشيًا فقط في أعمال الطاقة الشمسية؟لماذا نادرا ما يتم أخذها في الاعتبار في مشاريع البناء حتى الآن؟
للإجابة على هذه الأسئلة، أجرى مركز أبحاث هيلمهولتز-زنتروم الألماني في برلين (HZB) تحليلًا للطلب العام الماضي من خلال تنظيم ورشة عمل والتواصل مع أصحاب المصلحة من جميع مجالات BIPV.وأظهرت النتائج أنه لا يوجد نقص في التكنولوجيا في حد ذاتها.
في ورشة عمل HZB، اعترف العديد من الأشخاص من صناعة البناء، الذين يقومون بتنفيذ مشاريع بناء أو تجديد جديدة، بوجود فجوات معرفية فيما يتعلق بإمكانيات BIPV والتقنيات الداعمة.معظم المهندسين المعماريين والمخططين وأصحاب المباني ببساطة ليس لديهم ما يكفي من المعلومات لدمج التكنولوجيا الكهروضوئية في مشاريعهم.ونتيجة لذلك، هناك العديد من التحفظات حول BIPV، مثل التصميم الجذاب، والتكلفة العالية، والتعقيد الباهظ.للتغلب على هذه المفاهيم الخاطئة الواضحة، يجب أن تكون احتياجات المهندسين المعماريين وأصحاب المباني في المقدمة، ويجب أن يكون فهم كيفية نظر أصحاب المصلحة إلى BIPV أولوية.
تغيير العقلية
يختلف نظام BIPV في العديد من النواحي عن أنظمة الطاقة الشمسية التقليدية الموجودة على الأسطح، والتي لا تتطلب تعدد الاستخدامات أو مراعاة الجوانب الجمالية.إذا تم تطوير المنتجات لدمجها في عناصر البناء، فيجب على الشركات المصنعة إعادة النظر.يتوقع المهندسون المعماريون والبناؤون وشاغلو المباني في البداية الوظائف التقليدية في هيكل المبنى.ومن وجهة نظرهم، يعد توليد الطاقة خاصية إضافية.بالإضافة إلى ذلك، كان على مطوري عناصر BIPV متعددة الوظائف أن يأخذوا في الاعتبار الجوانب التالية.
- تطوير حلول مخصصة فعالة من حيث التكلفة لعناصر البناء النشطة بالطاقة الشمسية ذات الحجم والشكل واللون والشفافية المتغيرة.
- تطوير معايير وأسعار جذابة (مثاليًا لأدوات التخطيط القائمة، مثل نمذجة معلومات البناء (BIM).
- دمج العناصر الكهروضوئية في عناصر الواجهة الجديدة من خلال مزيج من مواد البناء والعناصر المولدة للطاقة.
- مرونة عالية ضد الظلال المؤقتة (المحلية).
- الاستقرار على المدى الطويل وتدهور الاستقرار وإخراج الطاقة على المدى الطويل، وكذلك الاستقرار على المدى الطويل وتدهور المظهر (على سبيل المثال، استقرار اللون).
- تطوير مفاهيم المراقبة والصيانة للتكيف مع الظروف الخاصة بالموقع (النظر في ارتفاع التركيب، واستبدال الوحدات المعيبة أو عناصر الواجهة).
- والامتثال للمتطلبات القانونية مثل السلامة (بما في ذلك الحماية من الحرائق)، وقوانين البناء، وقوانين الطاقة، وما إلى ذلك.
وقت النشر: 09 ديسمبر 2022