BMPV، BIPV و BAPV چیست؟

"BMPV" (نیروگاه خورشیدی نصب‌شده روی ساختمان): سیستم تولید برق فتوولتائیک که روی ساختمان نصب شده است و به آن "فتوولتائیک ساختمان" نیز گفته می‌شود. BMPV شامل BAPV و BIPV می‌شود. ساختمان‌های مربوطه شامل انواع ساختمان‌های مسکونی، ساختمان‌های عمومی، ساختمان‌های صنعتی و سایر ساختمان‌هایی که می‌توانند سیستم تولید برق فتوولتائیک را پشتیبانی کنند، می‌شود.

"BIPV" (فتوولتائیک ادغام‌شده با ساختمان): سیستم تولید برق خورشیدی فتوولتائیک که به‌صورت طراحی‌شده، ساخته‌شده، نصب‌شده و کاملاً با ساختمان ترکیب‌شده است و به آن "ادغام با ساختمان" و "مواد ساختمانی" نیز گفته می‌شود. این سیستم نه‌تنها دارای عملکرد تولید برق است، بلکه عملکرد اجزای ساختمانی و مواد ساختمانی را نیز داراست. حتی می‌تواند زیبایی ساختمان را افزایش داده و با ساختمان یکپارچه شود.

«BAPV» (فتوولتائیک متصل به ساختمان): سیستم تولید انرژی الکتریکی فتوولتائیک خورشیدی که به یک ساختمان متصل می‌شود، به نام «نوع نصب‌شونده» ساختمان فتوولتائیک خورشیدی نیز شناخته می‌شود. عملکرد اصلی آن تولید برق است، که با عملکردهای ساختمان در تناقض نیست و از کارایی اصلی ساختمان نیز نمی‌کاهد.

کاربردهای BIPV چیست؟

BIPV عمدتاً در دیوارهای اطراف یا دیوارهای خارجی ساختمان‌ها استفاده می‌شود. همچنین می‌توان از آن در سازه‌های سایه‌دار کننده پارکینگ‌های ساختمانی و حیاط ساختمان‌ها استفاده کرد. BIPV را می‌توان روی سقف‌های شیب‌دار، سقف ساختمان‌های بزرگ، منازل اختصاصی، ساختمان‌های تجاری، مدارس و بیمارستان‌ها، فرودگاه‌ها و ایستگاه‌های مترو، پلتفرم‌های اتوبوس و کارخانه‌های بزرگ کارخانه‌ای به کار برد.

مزایای استفاده از BIPV چیست؟

استفاده از تولید برق فتوولتائیک در ساختمان‌ها مزایای قابل توجهی دارد که در جنبه‌های زیر مشهود است: اجزای فتوولتائیک ادغام‌شده در ساختمان می‌توانند جایگزین برخی از اجزای ساختمانی شوند، از سازه اصلی ساختمان به‌صورت مستقیم به‌عنوان سازه نگهدارنده برای اجزای فتوولتائیک استفاده کنند، بدون اینکه فضای اضافی ساختمان و منابع زمین را اشغال کنند و همچنین هزینه سیستم فتوولتائیک را کاهش دهند.

تولید و مصرف در محل باعث حذف نیاز به خطوط انتقال برق می‌شود، هزینه‌های سرمایه‌گذاری در شبکه انتقال نیروگاهی را صرفه‌جویی می‌کند و اتلاف برق در انتقال و توزیع را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. تولید برق روزانه/فصلی سیستم‌های فتوولتائیک یکپارچه با ساختمان می‌تواند با دوره‌های تقاضای اوج ساختمان هم‌خوانی داشته باشد و به‌طور مؤثری مصرف برق ساختمان را کاهش دهد. این موضوع به‌ویژه در دوره‌های بار اوج تابستان مفید است و فشار روی شبکه برق عمومی را کاهش می‌دهد. نصب آرایه‌های فتوولتائیک روی سقف، دیوارها و دیگر پوسته‌های ساختمانی می‌تواند دمای سطحی سازه پوسته ساختمانی را به‌طور قابل توجهی کاهش داده و در عین حال انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. این امر به کاهش بار سرمایشی مورد نیاز برای کولر هوایی داخلی کمک می‌کند.

مزایای مثبت BIPV بر ساختمان‌ها چیست؟

(1) افزایش جذابیت بصری ساختمان‌ها. ویژگی‌های زیبایی خاص اجزای فتوولتائیک مانند رنگ، هندسه و بافت می‌تواند در ظاهر کلی ساختمان تأثیر بگذارد. هنگامی که در معرض نور خورشید قرار می‌گیرند، موقعیت و نوع اجزای فتوولتائیک می‌توانند ایجاد اثرات مختلفی از نور و سایه، رنگ و شفافیت کنند و در نتیجه سبک متمایز و جذابی برای ساختمان ایجاد کنند.

هماهنگ کردن مقیاس سیستم‌های فتوولتائیک با اندازه اجزای ساختمانی ضروری است تا بتوان سیستم فتوولتائیک را بهتر با سازه یکپارچه کرد و تجربه بصری کلی ساختمان را بهبود بخشید. به عنوان مثال، ورزشگاه والیبال دو سر در کائوه‌سیونگ با استفاده از رنگ، بافت و مقیاس اجزای فتوولتائیک کریستالی سیلیکونی، احساسی از مقیاس را از بالهای ماهی تا یک اژدهای پروازکننده ایجاد کرده است و این امر منجر به ایجاد تأثیری متناسب از جزئیات تا کلیت شده است.

با قرار دادن ماژول‌های فتوولتائیک تلورید کادمیوم در مقابل شیشه، دیوارهای پرده‌ای شیشه‌ای معمولی به صورت افقی مرتب شده‌اند، در حالی که دیوارهای پرده‌ای فتوولتائیک تلورید کادمیوم با زاویه‌ای نسبت به دیوارهای شیشه‌ای قرار گرفته‌اند و یک آرایش خط عمودی ساده ایجاد می‌کنند. مقیاس‌های رو به شرق و غرب به صورت هوشمندانه‌ای شیشه فتوولتائیک را از شیشه معمولی جدا می‌کنند، مقدار نور خورشید دریافتی از سمت جنوب را افزایش می‌دهند و تولید برق را بهبود می‌بخشند. در عین حال، با استفاده از فضای ایجاد شده توسط طراحی رو به شرق و غرب، دریچه‌های تهویه هوا ادغام شده‌اند و یک آرایش بصری پویا از شیشه‌های فتوولتائیک ایجاد کرده‌اند. ظاهر کلی ساختمان اثر سه‌بعدی منحصربه‌فردی دارد، به طوری که شیشه‌های فتوولتائیک با شیشه‌های معمولی تکمیل‌کننده یکدیگر هستند.

(2) جایگزین برای اجزای اصلی ساختمان. اجزای فتوولتائیک ادغام‌شده با ساختمان (BIPV) سلول‌های خورشیدی را با انواع زیرلایه‌هایی مانند فلز، شیشه یا مواد آلی ترکیب می‌کنند. آن‌ها می‌توانند عملکردهای یکسانی با اجزای اصلی ساختمان داشته باشند و در قسمت‌های مربوطه ساختمان نصب شوند. عملکردهای فیزیکی، ساختاری و ایمنی آن‌ها نیازهای مربوط به قسمت‌های متناظر را برآورده می‌کند و در برخی موارد حتی از عملکرد اجزای اصلی ساختمان هم فراتر می‌روند. انواع رایج سیستم‌های BIPV شامل تایل‌های فتوولتائیک، اجزای فتوولتائیک شیشه توخالی، اجزای فتوولتائیک صفحه‌ای عسلی آلومینیومی، اجزای فتوولتائیک صفحه‌ی شیشه خلاء، و اجزای فتوولتائیک صفحه‌ی پلیمری تقویت‌شده با الیاف (FRP) و غیره می‌شوند.

(3) تبلیغ یا گسترش عملکردهای استفاده از ساختمان‌ها. با استفاده از خواص فیزیکی اجزای فتوولتائیک، می‌توان از طریق روش‌های طراحی معماری، عملکردهای اصلی ساختمان‌ها را بهبود یا گسترش داد و مزایای بیشتری ایجاد کرد. سلول‌های خورشیدی می‌توانند انرژی بیشتری از خورشید جذب کنند، تابش مستقیم نور خورشید به سطح بام را کاهش داده و عایق‌بندی حرارتی فراهم کنند؛ همچنین می‌توانند نور خورشید مستقیم و بخشی از نور منعکس شده را جذب کنند و بیشتر انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.

(4) بهبود راحتی استفاده از ساختمان. بهبود راحتی روزروشنی داخلی با استفاده از اجزای فتوولتائیک. قرار دادن اجزای فتوولتائیک و شیشه‌های پوشش‌دار به صورت متناوب به منظور جلوگیری از ورود بیش از حد نور خورشید مستقیم به داخل ساختمان. در عین حال، استفاده از شیشه‌های پوشش‌دار بین اجزای فتوولتائیک برای روزروشنی و تهویه، به منظور بهبود راحتی نورپردازی داخلی. طراحی شیشه‌های پوشش‌دار به گونه‌ای است که در حالت ایستاده یا نشسته دید مناسبی از فضا فراهم کند. با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی محلی، یک سالن روزروشنی فتوولتائیک ایجاد شده است که می‌تواند به روزروشنی اتاق‌های داخل سالن کمک کند و از اجزای فتوولتائیک برای مسدود کردن نور خورشید بیش از حد و جلوگیری از گرمای بیش‌حد در داخل ساختمان استفاده شود.

(5) بهبود بهره‌وری انرژی ساختمان‌ها. اجزای فتوولتائیک را می‌توان به شکل‌های مختلفی روی ساختمان‌ها نصب کرد، که این نصب معمولاً بر اساس شرایط اولیه پروژه ساختمانی انجام می‌شود. شکل‌های مختلف نصب اجزای فتوولتائیک می‌توانند عملکردهای اضافی دیگری نیز داشته باشند.