ما المقصود بـ BMPV و BIPV و BAPV؟

"BMPV" (الطاقة الشمسية المركبة على المباني): نظام لتوليد الطاقة الكهروضوئية مثبت على المبنى، ويُعرف أيضًا باسم "الطاقة الشمسية للمباني". يشمل BMPV كلًا من BAPV وBIPV. وتشمل المباني المعنية مختلف المباني المدنية والمباني العامة والمباني الصناعية وأي مباني أخرى يمكن تركيب أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية عليها.

"BIPV" (الطاقة الشمسية المتكاملة مع المباني): نظام لتوليد الطاقة الكهروضوئية يعمل بالطاقة الشمسية يتم تصميمه وبناؤه وتثبيته بشكل متكامل مع المبنى، ويُعرف أيضًا باسم "الطاقة الشمسية المتكاملة مع المباني" و"الطاقة الشمسية كمواد بناء". لا تقتصر وظيفته على توليد الطاقة فحسب، بل يمتلك أيضًا وظائف مكونات البناء ومواد البناء، ويمكنه حتى تعزيز جماليات المبنى وتشكيل وحدة متكاملة مثالية مع المبنى.

«الطاقة الشمسية المرتبطة بالمباني (BAPV): نظام لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام الطاقة الشمسية مثبت على مبنى، ويُعرف أيضًا باسم مبنى الطاقة الشمسية من النوع المثبت. وظيفته الأساسية هي إنتاج الطاقة الكهربائية، ولا تتعارض هذه الوظيفة مع وظائف المبنى، كما أنها لا تؤثر سلبًا أو تضعف الوظائف الأصلية للمبنى.

ما هي تطبيقات أنظمة BIPV؟

تُستخدم أنظمة BIPV بشكل رئيسي في الجدران الخارجية أو المحيطة بالمباني. كما يمكن استخدامها في هياكل الظل الخاصة بمحطات السيارات التابعة للمباني أو في فناء المباني. يمكن تطبيق أنظمة BIPV على الأسطح المائلة، وعلى أسطح المباني الكبيرة، وكذلك في المساكن الفردية والمباني التجارية، ومباني المدارس والمستشفيات، وفي مطارات ومحطات المترو، وأرصفة الحافلات، وفي Workshops المصانع الكبيرة.

ما هي مزايا تطبيق أنظمة BIPV؟

هناك مزايا كبيرة لتطبيق توليد الطاقة الكهروضوئية على المباني، ويمكن ملاحظة هذه المزايا في الجوانب التالية: يمكن لمكونات الطاقة الكهروضوئية المتكاملة مع المباني أن تحل محل بعض مكونات البناء، حيث تستخدم مباشرةً البنية الأساسية للمبنى كهيكل داعم للمكونات الكهروضوئية، دون احتلال مساحة إضافية من مساحة المبنى أو الموارد الأرضية، مما يقلل أيضًا من تكلفة النظام الكهروضوئي.

توليد واستخدام الطاقة في الموقع يلغي الحاجة لخطوط نقل الكهرباء، مما يوفّر الاستثمار في شبكات نقل الطاقة من محطات التوليد، ويقلل بشكل كبير من خسائر الطاقة خلال عمليات النقل والتوزيع. يمكن أن تتماشى كهرباء الأنظمة الشمسية المدمجة مع المباني مع فترات الذروة في الطلب على الطاقة داخل المباني، مما يقلل بشكل فعّال من استهلاك الكهرباء في المباني. ويساعد هذا بشكل خاص خلال فترات الأحمال العالية في الصيف، حيث يخفف الضغط الواقع على الشبكة الكهربائية العامة. تركيب صفائف كهروضوئية على الأسطح والجدران وبقية أغلفة المباني يمكن أن يقلل بشكل كبير من درجة حرارة سطح هيكل غلاف المبنى، في حين يحوّل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية. ويساعد هذا في تقليل الأحمال الحرارية الخاصة بتكييف الهواء الداخلي.

ما هي الفوائد الإيجابية لأنظمة الطاقة الشمسية المدمجة مع المباني (BIPV) على المباني؟

(1) تعزيز الجاذبية الجمالية للمباني. يمكن أن تؤثر الخصائص الجمالية الفريدة لمكونات الألواح الشمسية، مثل اللون والهندسة والملمس، على المظهر العام للمباني. وعند تعرضها لأشعة الشمس، يمكن أن تخلق مواقع وأنواع مختلفة من المكونات الشمسية تأثيرات مختلفة من الضوء والظل والألوان والشفافية، مما يُنتج أسلوبًا مميزًا وجاذبية جمالية للمباني.

يُعد مطابقة مقياس أنظمة الطاقة الشمسية مع حجم مكونات المبنى أمرًا ضروريًا لدمج النظام الشمسي بشكل أفضل مع هيكل المبنى وتعزيز التجربة البصرية الشاملة له. على سبيل المثال، يستخدم ملعب كاوشيونغ للدراجون والديناصورات الرياضي لون وملمس ومقاييس مكونات الطاقة الشمسية من السليكون البلوري لإنشاء إحساس بالحجم ينتقل من قشور التنين وعظامه إلى تنين مُحلِّق، مما يخلق تأثير تناسق من الجزء المحدد إلى الكل.

من خلال ترتيب وحدات كادميوم تيلوريد الفوتوفولطية بشكل متعارض مع الزجاج، يتم ترتيب جدران الزجاج العادية بشكل أفقي، في حين يتم تثبيت جدران كادميوم تيلوريد الفوتوفولطية بزاوية مع جدران الزجاج، مما يخلق ترتيبًا بسيطًا للخطوط العمودية. المقاييس المواجهة للشرق والغرب تفصل بذكاء بين الزجاج الفوتوفولطي والزجاج العادي، مما يزيد من كمية ضوء الشمس المستلمة من الجهة الجنوبية ويحسن إنتاج الطاقة. وفي الوقت نفسه، من خلال الاستفادة من المساحة التي خلقها التصميم المواجه للشرق والغرب، تم دمج فتحات تهوية، مما يخلق ترتيبًا بصريًا ديناميكيًا للزجاج الفوتوفولطي. الشكل العام للمبنى يمتلك تأثير ثلاثي الأبعاد فريد، حيث يكمل الزجاج الفوتوفولطي الزجاج العادي.

(2) بديل لمكونات البناء الأصلية. تدمج مكونات أنظمة التوليد الكهروضوئية المتكاملة مع المباني (BIPV) خلايا شمسية مع أنواع مختلفة من المواد الأساسية مثل المعدن أو الزجاج أو المواد العضوية. يمكنها تقديم نفس الوظائف التي تؤديها مكونات البناء الأصلية، ويمكن تركيبها في الأجزاء المقابلة في المبنى. كما تلبي خصائصها الفيزيائية والهيكلية والأمان متطلبات تلك الأجزاء، وفي بعض الحالات تتفوق حتى على خصائص المكونات الأصلية للمبنى. تشمل الأنواع الشائعة لأنظمة BIPV: المكونات الكهروضوئية المدمجة مع البلاط، والمكونات الكهروضوئية الزجاجية المجوفة، والمكونات الكهروضوئية المدمجة مع ألواح الألمنيوم المثمنة، والمكونات الكهروضوئية الزجاجية المفرغة، والمكونات الكهروضوئية المدمجة مع ألواح FRP (البوليمر المقوى بالألياف) وغيرها.

(3) تعزيز أو توسيع وظائف استخدام المباني. من خلال الاستفادة من الخصائص الفيزيائية للمكونات الكهروضوئية، يمكن تحسين أو توسيع الوظائف الأصلية لاستخدام المباني باستخدام أساليب التصميم المعماري، مما يخلق فوائد إضافية. يمكن للخلايا الشمسية امتصاص المزيد من الطاقة الشمسية، وتقليل الإشعاع المباشر لأشعة الشمس على السطح وتوفير العزل والعزل الحراري؛ كما يمكنها امتصاص أشعة الشمس المباشرة وجزء من الضوء المنعكس، وتحويل معظم طاقة الإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية.

(4) تحسين راحة استخدام المبنى. تحسين راحة الإضاءة الطبيعية داخل المبنى باستخدام مكونات كهروضوئية. ترتيب المكونات الكهروضوئية والزجاج المغطى بشكل متناوب لمنع دخول أشعة الشمس المباشرة بشكل مفرط إلى الداخل. وفي الوقت نفسه، استخدام الزجاج المغطى بين المكونات الكهروضوئية لإدخال الإضاءة والتهوية بهدف تحسين راحة الإضاءة داخل المبنى. صُمّم الزجاج المغطى بحيث يلبي متطلبات الرؤية ضمن نطاق النظر عند الوقوف أو الجلوس. مع أخذ الظروف المناخية المحلية بعين الاعتبار، تم إنشاء فناء مُشرَّع كهروضوئي، حيث يمكن تحسين إضاءة الغرف الموجودة داخل الفناء، واستخدام المكونات الكهروضوئية لحجب أشعة الشمس المفرطة ومنع دخولها إلى الداخل، وبالتالي تجنب ارتفاع درجة الحرارة.

(5) تحسين كفاءة استخدام الطاقة في المباني. يمكن تركيب مكونات الطاقة الشمسية بعدة أشكال مختلفة على المباني، وعادة ما يعتمد ذلك على الظروف الأساسية للمشروع المعماري. يمكن أن تؤدي مختلف أشكال تركيب المكونات الشمسية وظائف إضافية أخرى.