Elewacja fotowoltaiczna - instalacja z paneli PV na ścianach budynków
Panele fotowoltaiczne na dobre zadomowiły się na naszych dachach. Kusząca stała się też możliwość przeznaczenia na nie powierzchni pionowych, więc instalacje PV zaczynają się pojawiać także na fasadach. Warto przyjrzeć się takiej elewacji fotowoltaicznej.
Autor: INTELLIGENTSOLAR
Panele ścienne są droższe od dachowych, ale mogą w całości lub częściowo zastąpić okładzinę fasadową
Spis treści
- Elementy instalacji fotowoltaicznej
- Fasada fotowoltaiczna z modułów BIPV
- Tradycyjne panele PV na elewacji
- Fotowoltaiczna fasada wentylowana
- Fotowoltaiczne okna czyli okna z modułami BIPV
- Fasada, która także grzeje
- Żaluzje fotowoltaiczne - co to takiego?
Elementy instalacji fotowoltaicznej
Oprócz paneli są to: inwerter (falownik), który zmienia prąd stały w przemienny, zabezpieczenia oraz licznik energii dostarczany przez zakład energetyczny (operatora sieci przesyłowej).
Gdy decydujesz się na magazynowanie prądu u siebie, potrzebne są akumulatory oraz regulator ich ładowania. Panele najlepiej montować na najbardziej nasłonecznionej ścianie domu, czyli tej, która jest skierowana na południe. Nic nie powinno jej zasłaniać, gdyż każdy cień drastycznie obniża sprawność ogniw fotowoltaicznych. Jednak południowe fasady są często zarezerwowane dla dużych przeszkleń, dzięki którym w domu jest widno, więc oszczędza się prąd potrzebny do działania sztucznego oświetlenia, a przy okazji pozyskuje darmowe ciepło. Nie zawsze więc znajdzie się tu wystarczająco dużo miejsca na pionową instalację z typowymi panelami PV.
Fasada fotowoltaiczna z modułów BIPV
Moduły BIPV (Building Integrated Photovoltaics) to elementy fotowoltaiczne z założenia przeznaczone do wkomponowania ich w architekturę budynku. Zalicza się do nich również wyroby budowlane, których właściwości użytkowe rozszerzono o możliwość pozyskiwania prądu z promieni słonecznych. Przykładem mogą być fotowoltaiczne okna lub dachówki.
Moduły BIPV są wytwarzane na zamówienie. Do wyboru masz moduły cienkowarstwowe i moduły bifacjalne (glass-glass). Pierwsze wykonywane są na przykład ze szkła chemicznie hartowanego o grubości 1,1 mm. Moduł może mieć wtedy około 3 mm grubości. Do wykonywania fotowoltaicznych fasad wykorzystywane są głównie moduły glass-glass. Ich ogniwa obłożone są z obu stron warstwami szkła. Inwestor decyduje, jaki rodzaj szkła będzie stanowił warstwę zewnętrzną. Oprócz zwykłego można bowiem wykorzystać również szkło hartowane lub kolorowe. Do uzgodnienia są też rozmiar i kształt modułów. Moduły glass-glass są znacznie cięższe od cienkowarstwowych.
Tradycyjne panele PV na elewacji
Na ścianach zewnętrznych można również zainstalować typowe modele paneli PV – takie jak montowane na dachach. Nie tworzy się z nich całych fasad. To rozwiązanie odpowiednie w sytuacji, gdy elewacja jest już wykończona.
Panele są montowane do pionowo biegnących, aluminiowych szyn nośnych, które łączy się z murem. W przypadku ścian ocieplonych od zewnątrz trzeba więc użyć długich wkrętów, tak zwanych szpilek montażowych, lub specjalnych kotew.
Szyny można skracać szlifierką kątową lub łączyć ze sobą, w zależności od potrzeb. Montując je, trzeba brać pod uwagę, że między spodem panelu a ścianą musi pozostać odstęp o szerokości przynajmniej 5 cm, żeby panele były skutecznie chłodzone. Do szyn przykręca się skrzynki przyłączeniowe, z których biegną przewody do inwertera. Ten może być zainstalowany wewnątrz domu, ale nie brak modeli możliwych do umieszczania na świeżym powietrzu. Do cienkowarstwowych modułów fotowoltaicznych są potrzebne specjalne inwertery – z transformatorem. Na szynach opiera się panele i łączy z nimi przy użyciu odpowiednich uchwytów i śrub dostarczonych przez producenta danego systemu.
Przewody biegnące od paneli do falownika doprowadza się do wnętrza domu przez otwór wywiercony w ścianie. Kable powinny biec w peszlach, czyli plastikowych rurkach ochronnych.
Fotowoltaiczna fasada wentylowana
Fasada wentylowana to rodzaj elewacji, w której materiał okładzinowy jest mocowany do rusztu nośnego połączonego wcześniej ze ścianą. Między okładziną a materiałem termoizolacyjnym, służącym do ocieplenia ścian, pozostawiana jest wówczas kilkucentymetrowa przestrzeń, w której cyrkuluje powietrze, usuwając wilgoć i chłodząc spód elewacji. Wystarczy zastąpić typowe materiały okładzinowe (laminaty HPL, płyty cementowo-włóknowe, kasetony z metalu) modułami BIPV, by powstała fasada fotowoltaiczna, zaopatrująca budynek w zieloną energię elektryczną.
Wiele firm oferuje już systemy takich fasad, ich projektowanie oraz montaż. Na budowę dostarczane są wtedy, zgodnie ze specyfikacją, poszczególne elementy konstrukcji nośnej, materiał ociepleniowy, membrana wiatroizolacyjna, panele i wyposażenie niezbędne do ich funkcjonowania i obsługi. Moduły cienkowarstwowe, w odróżnieniu od modułów bifacjalnych, wymagają zdecydowanie lżejszych, a przy tym tańszych konstrukcji nośnych.
Przeczytaj również:Mój Prąd 6.0 - jeszcze można składać wnioski. Nie przegapcie terminu
Fotowoltaiczne okna czyli okna z modułami BIPV
Wśród pomysłów na wykorzystanie modułów BIPV są też fotowoltaiczne okna. Moduł zastępuje w tym przypadku szybę zespoloną. Z okien takich budowane są atrakcyjne szklane fasady słupowo-ryglowe, dodatkowo produkujące prąd, nawet w pochmurne dni.
Niestety, zwykłe ogniwa PV odbierają przeszkleniom ich najważniejsze funkcje – doświetlenia i otwierania widoku na otoczenie. Aby temu zapobiec, oferowane są okna z ogniwami wielowarstwowymi o częściowej transparentności.
Najmniejsze fotowoltaiczne elementy okienno-fasadowe mają rozmiary 20 x 30 cm, a największe – 220 x 260 cm. Wchodzą w skład systemu obejmującego także konstrukcję nośną i zwykłe okna o podobnych wymiarach. Moduł jest chroniony od zewnątrz szybą o dużej przejrzystości, grubości 3,2 mm. Łącznie moduł ma minimum 8 mm grubości.
Wśród szyb fotowoltaicznych znajdziesz i takie, w których moduł znajduje się od strony zewnętrznej i nie ma dodatkowej osłony w postaci zwykłej szyby. Najlepsze z takich szyb, dwukomorowe, mają bardzo korzystny, niski współczynnik przenikania ciepła Ug = 0,8 W/(m2·K). Okna fotowoltaiczne póki co wykorzystywane są wyłącznie na dużych budynkach, na przykład biurowcach – gdzie stanowią elementy zintegrowane ze szklanymi fasadami.
Fasada, która także grzeje
Najnowocześniejsze z szyb fotowoltaicznych, jak choćby te w technologii PVGLASS+, mają zdolność nagrzewania się do 6ºC. Mogą przekazywać ciepło do wnętrza, zapewniając dodatkową, darmową porcję energii. Szyby takie pozyskują prąd nawet wtedy, gdy niebo jest znacznie zachmurzone. Są odporne na mróz, wodę i grad. Ich unikatową cechą jest możliwość sterowania transparentnością szkła. Szkło takie ma grubość od 2 do 19 mm i da się z niego wytwarzać szyby o rozmiarach do 2,8 x 4 m. Jego współczynnik przenikania ciepła Ug wynosi zaledwie 0,5 W/(m2·K), co pozwala zaliczyć ten produkt do grona szyb energooszczędnych.
Do wykonywania elewacyjnych okładzin można też użyć modułów z technologią NoFrost. Mają one funkcję ogrzewania, przeciwdziałającą oblodzeniu fasad. Moduły tego typu najkorzystniej jest umieścić tylko w strefach narażonych na takie zjawisko.
Przeczytaj też:
Kiedy i komu najbardziej opłaca się magazyn energii? Ważny jest system rozliczeń
Żaluzje fotowoltaiczne - co to takiego?
Na wielu nowoczesnych budynkach można ostatnio podziwiać ażurowe systemy fasadowe w postaci żaluzji zewnętrznych ze stałymi bądź ruchomymi lamelami. Ustawione pod kątem lamele są doskonale wyeksponowane na działanie promieni słonecznych. Producenci szybko więc się zorientowali, że jeśli na ich górnej powierzchni zamocuje się ogniwa fotowoltaiczne, to uda się dzięki nim pozyskać dużo darmowej energii elektrycznej.
Żaluzje fotowoltaiczne są umieszczane w ramach o konstrukcji aluminiowej, rozpiętej na słupach rozmieszczanych średnio co 4 m. Najnowocześniejsze z ruchomych lameli mogą być wyposażone w instalację sterowania automatycznego, podłączoną do czujników pogodowych. Same więc będą dostosowywały kąt swojego nachylenia do aktualnego natężenia światła oraz kąta padania promieni słonecznych.
Przeczytaj także:
Fotowoltaika z turbiną wiatrową. Czy to się opłaca? Jest na to spora dotacja
