راهکار خورشیدی تامین انرژی با فتوولتائیک یکپارچه ساختمانی

به گزارش تین نیوز به نقل از ایمنا، شهرها در تلاش هستند تا برای سازگاری با تراکم جمعیت شهری و چالش های مربوط به کمبود زمین، راهکارهای جدیدی ارائه دهند. پشت بام ها که بین ۱۹ تا ۲۵ درصد از سطح شهر را تشکیل می دهند، می توانند به یک پشتیبان ضروری برای کشاورزی شهری، فضای عمومی با اهداف تفریحی و سرگرمی، گسترش مسکن و تولید انرژی تبدیل شوند.

بام های سبز یکی از راهکارهای ارائه شده توسط شهرها برای پرورش محصولات کشاورزی و گیاهان مقاوم هستند که با موفقیت چشمگیری روبه رو شده اند. نیاز به راهکاری فعال تر، طراحی شهری را به ارائه راهکارهای نوآورانه در زمینه تولید انرژی موردنیاز ساختمان ها سوق داده است. در حال حاضر معماران و شهرسازان از پشت بام هر ساختمان به عنوان محلی برای نصب سلول ها و پنل های خورشیدی استفاده می کنند که پتانسیل بسیاری برای تأمین نیازهای آن ساختمان و حتی ساختمان های اطراف و منطقه را دارد.

طبق پیش بینی آژانس بین المللی انرژی تا سال ۲۰۳۰، ۱۰۰ میلیون خانه در سراسر جهان از انرژی خورشیدی روی پشت بام تغذیه می شوند. برای دستیابی به این هدف و بهینه سازی استقرار پنل های خورشیدی به نقشه برداری مناسب نیاز است که با کمک هوش مصنوعی و استفاده از تصاویر ماهواره ای به سادگی امکان پذیر شده است. گوگل با رابط برنامه نویسی Solar API به این موضوع کمک فراوانی کرده است و مکان های مناسب برای نصب پنل های خورشیدی را پیشنهاد می دهد. با این راهنمای عملی، توسعه دهندگان صنعت فتوولتائیک می توانند عملیات نقشه برداری و توسعه پنل ها در محل های مناسب را به کمک تجربه های غنی دیگر کاربران سرعت ببخشند.

فتوولتائیک می تواند به کاهش انتشار کربن از سیستم های مولد انرژی کمک کند. با این حال، با توجه به چرخه عمر ماژول ها بعضی از مراحل مختلف ساخت سلول های خورشیدی سیلیکونی تک یا چند کریستالی و نصب آنها در یک ماژول PV به انرژی بسیار زیادی نیاز دارد. مصرف انرژی در فرایند تولید پنل های خورشیدی، عامل اصلی تأثیرگذار بر میزان ردپای کربن این فناوری است و بسته به ترکیب برق مورد استفاده، تفاوت قابل توجهی در بازده کربن ماژول های خورشیدی وجود دارد. ماژول های PV تهیه شده از موادی که از تأسیسات تولید کربن پایین تهیه می شوند، می توانند ردپای کربن بسیار کمتری نسبت به میانگین صنعت داشته باشند.

فتوولتائیک یکپارچه ساختمانی

فتوولتائیک یکپارچه ساختمانی (BIPV) و نمای رنگی پنل های خورشیدی راه حل های نوآورانه ای هستند که تولید انرژی را با زیبایی شناسی ترکیب می کنند. سیستم های BIPV یک فناوری برای تولید برق از طریق پنل های خورشیدی هستند که به صورت یکپارچه روی سقف، نما یا سایر سطوح ساختمان ها ادغام می شوند تا در عین تولید انرژی خورشیدی، جلوه زیبایی شناسی معماری سازه را حفظ کنند. به این ترتیب انرژی پایدار توسط ساختمان ها تولید می شود، هزینه های انرژی ساختمان کاهش می یابد و ظاهری شیک و مدرن در نمای بیرونی ساختمان ها حاصل می شود.

امروزه فتوولتائیک مجتمع ساختمانی (BIPV) به کانون توجه در زمینه ادغام پنل های خورشیدی در عناصر مختلف ساختمان تبدیل شده است که با کاهش ردپای کربن به پایداری زیست محیطی کمک بزرگی می کند. سیستم های فتوولتائیک یکپارچه را می توان در مرحله طراحی ساختمان های جدید یا حین بازسازی ساختمان های موجود ادغام کرد. این سیستم ها دارای پتانسیل هیجان انگیزی در زمینه طراحی ساختمان پایدار و تولید انرژی هستند که به دلیل ترکیب زیبایی شناسی معماری با بهره وری انرژی، می تواند در آینده به شکل گسترده تری مورد استفاده قرار گیرند و مناظر شهری را متحول کنند.

مزایای فتوولتائیک یکپارچه

این منبع انرژی پاک، قابلیت اعتماد شبکه برق را افزایش می دهد و در عین حال به صاحبان خانه های خورشیدی کمک می کند تا در هزینه خود صرفه جویی کنند و ارزش خانه های خود را بهبود بخشند. بسیاری از دولت ها طرح های حمایتی از جمله اعتبار مالیاتی و تخصیص وام برای صاحبان ساختمان هایی در نظر می گیرندکه پنل های خورشیدی را به صورت یکپارچه در نمای ساختمان یا روی پشت بام نصب می کنند.

از طرفی مالکان ساختمان ها می توانند یک سیستم اجاره ای داشته باشند و مازاد برق تولیدشده توسط ساختمان خود را به همسایگان یا شبکه محلی اجاره دهند و از این طریق کسب درآمد داشته باشند. سیستم های انرژی خورشیدی ساختمانی همراه با فناوری های به روز ذخیره سازی باتری این امکان را به ساکنین می دهد که در صورت قطع برق شبکه محلی و بدون نیاز به تکیه بر نیروی پشتیبان از شبکه، از وسایل برقی خود استفاده کنند.

پنل های خورشیدی برای تولید برق فقط به نور خورشید نیاز دارند که حتی در زمستان نیز وجود دارد. فناوری های پیشرفته مقاومت پنل های خورشیدی را در شرایط آب وهوایی مختلف تضمین می کند و پنل ها بدون توجه به آب وهوا یا اقلیم، عملکرد قابل قبولی دارند.

علاوه بر موارد گفته شده می توان به این نکته اشاره کرد که نصب یک سیستم فتوولتائیک در ساختمان به احتمال زیاد ارزش ساختمان را افزایش می دهد و خریداران تمایل بیشتری برای خرید یک ساختمان با فتوولتائیک یکپارچه خواهند داشت.

اتحادیه اروپا در نظر دارد تا سال ۲۰۲۶ استفاده از پنل های خورشیدی با اندازه های خاص را در ساختمان های عمومی و تجاری اجباری کند زیرا انرژی خورشیدی یک فناوری سبز است و هیچ انتشار مستقیمی از ماژول های فتوولتائیک (PV) وجود ندارد. شهرهای بسیاری در راستای سازگاری با این اهداف زیست محیطی پروژه های توسعه ماژول های فتوولتائیک را به مرحله راه اندازی و اجرا رسانده اند که زاگرب یکی از آنها است.

پروژه فتوولتائیک یکپارچه ساختمانی در زاگرب

شهر زاگرب کرواسی در اکتبر ۲۰۲۱، برنامه سقف های خورشیدی را با هدف افزایش سهم خود در تولید انرژی تجدیدپذیر از طریق تأسیسات فتوولتائیک یکپارچه در ساختمان آغاز کرد و دستیابی به اهداف زیر را تا پایان سال جاری متعهد شد.

• نصب حداقل ۵۰ مگاوات سیستم های فتوولتائیک یکپارچه در ساختمان ها

• سرمایه گذاری حداقل ۴۰ میلیون یورو در این زمینه

• تولید ۵۰ هزار مگاوات ساعت برق

• کاهش انتشار دی اکسید کربن تا ۱۰۰ هزار تن در سال

این برنامه به طور رسمی توسط مجمع شهر زاگرب تصویب شد و آژانس انرژی منطقه ای شمال غرب کرواسی (REGEA) به عنوان هماهنگ کننده و مجری فعالیت ها انتخاب شد. خدمات توسعه پروژه توسط پلتفرم ELENA تأمین مالی می شود که از اجرای برنامه سرمایه گذاری انرژی تجدیدپذیر و بهره وری انرژی در کرواسی پشتیبانی می کند.

پروژه نصب یکپارچه فتوولتائیک توسط وزیر اقتصاد و توسعه پایدار کرواسی به عنوان یک عامل مهم در سیاست کلی انرژی این کشور شناخته شده است. مفاهیم سرمایه گذاری PV یکپارچه در ساختمان های زاگرب، با قرارداد سبز اتحادیه اروپا و طرح های انرژی و اقلیمی ملی همسو است و برای رفع نیازهای ذی نفعان مختلف و فرصت های سراسری توسعه یافته است. فتوولتائیک یکپارچه ساختمانی در اماکن عمومی و تجاری با سرمایه گذاری شرکت های خصوصی انجام می شود و انرژی تولید شده به یک ساختمان یا یک شبکه برق محلی فروخته می شود.

اقدامات بهره وری انرژی مربوط به مصرف کنندگان برق در ساختمان های هدف، به منظور بهینه سازی ظرفیت فتوولتائیک و تخصیص سرمایه گذاری انجام می شود. هدف کل سرمایه گذاری، نصب حداقل ۱۰۰ مگاوات سیستم فتوولتائیک است که در صورت لزوم بخشی از انرژی تولیدشده ذخیره سازی می شود. این برنامه شهری مؤلفه بهره وری انرژی را بر مصرف کنندگان اصلی برق در ساختمان های عمومی و تجاری از جمله گرمایش، تهویه، روشنایی و سیستم مدیریت انرژی متمرکز ساخته است.

روشنایی یکی از خدمات کلیدی است که توسط مقامات دولتی در سطح محلی ارائه می شود و سهم قابل توجهی از مصرف انرژی شهر دارد. سرمایه گذاری در این بخش نیازهای ایمنی را با مزایای صرفه جویی در انرژی و کاهش انتشار دی اکسید کربن تطبیق می دهد.

نصب BIPV در ساختمان های خانوادگی

یکی از بخش های برنامه سقف های خورشیدی زاگرب توسعه و اجرای این طرح در ساختمان های خانوادگی است که به عنوان یک بسته برای تأمین هزینه های آب و برق ساختمان اجرا می شود و هزینه های سرمایه گذاری به طور کامل توسط سازمان آب و برق پوشش داده شده است. سرمایه گذاری های انجام شده به طور قابل توجهی هزینه های عملیاتی، تهویه و سرمایش و گرمایش ساختمان را کاهش می دهد و در نتیجه باعث صرفه جویی در هزینه های عمومی ساختمان می شود.