Saulės elektrinė integruota į pastato fasadą?

Praktiškai nepastebima jėgainė – tai realu!

Saulės jėgainės, montuojamos į fasadus, kitaip dar vadinamos fotovoltinėmis elektrinėmis, ne tik padeda išsaugoti gamtinius išteklius, bet atlieka ir kitas pastatui svarbias funkcijas.

Į ar ant pastatų fasadų montuojamos saulės elektrinės pagal jų atliekamas funkcijas skirstomos į integruotas (BIPV – angl. building integrated photovoltaics) ir neintegruotas. Jei ant pastato fasado sumontuota jėgainė atlieka tik elektros gamybos funkciją, ji laikoma neintegruota. Integruotos elektrinės turi daugiau funkcijų, ne tik elektros energijos gamyba, ir dažniausiai šios funkcijos yra net svarbesnės.

Integruotos (BIPV) elektrinės skirstomos taip:

pagal funkcinę paskirtį – vandens, garso izoliacijos, saulės šviesos ir šilumos pritekliaus kontrolės, šešėliavimo, apsaugos nuo atmosferinio poveikio, architektūrinio dizaino, estetikos, reklamos.
pagal integracijos laipsnį – atskirų fasado elementų, modulių masyvų fasade (pvz., dengiant tik akląsias perdangų zonas, ištisinio fasado (visos fasado dangos).
pagal montavimo būdą – fasadų elementai, stiklo paketų fasadai, ventiliuojami fasadai.

Pavyzdžiui. Saulės elektrinė stiklo pakete, projektas ParkTown.

Kokie elementai sudaro tokią sistemą?

Į fasadą integruojami saulės (fotovoltiniai) moduliai – nors ir pagrindinis, bet tik vienas iš saulės elektrinės elementų. Projektuojant pastatą su į fasadą integruota jėgaine, reikia įvertinti elektros kabelių nutiesimą, keitiklio montavimo vietą, prijungimą prie įvadinio skydelio, kartu užtikrinant statinio sandarumą. Pagrindiniai į viešąjį elektros tinklą integruojamos saulės jėgainės elementai:

fotoelektriniai moduliai;
montavimo konstrukcijos;
inverteris / keitiklis;
stebėsenos (monitoringo) sistema;
kitos medžiagos (kabeliai, elektros skaitikliai, jėgos spintos).

O kaip su elektros gamyba?

Atsižvelgiant į tai, kad, nepaisant fasado ar fasado elementų funkcijos, elektrinė turi gaminti elektros energiją, o vartotojas siekia maksimaliai išnaudoti jos pajėgumus, projektuojant namą (pastatą), būtina atsižvelgti į pagrindinius veiksnius, lemiančius metinę elektros gamybos apimtį:

status modulių posvyrio kampas horizonto atžvilgiu lemia ženkliai mažesnę gamybą (lyginant su optimaliai sumontuota jėgaine);
fasado orientacija pasaulio šalių atžvilgiu;
aplinkinių objektų (pvz., medžių, kelio ženklų, kitų statinių) ir fasado įrenginių (pvz., reklaminių iškabų) šešėliavimas;
fasado plokštumų skaičius ir reljefas (maksimali gamyba pasiekiama esant vienodoms modulių apšviestumo sąlygoms, kurioms įtaką gali turėti, pvz., virš pagrindinės fasado plokštumos išsikišantys pilonai arba fasado apdailos elementai);
albedo (atspindžių) faktorius;
integruoti fotovoltiniai moduliai mažiau vėdinasi ir dėl šilumos įtakos metinės gamybos apimtis yra iki 5 % mažesnė;
modulių paviršiaus švaros (būtina numatyti sprendinius, kaip lengvai pasiekti modulius ir juos nuplauti).

saules elektrine fasade, ventiliuojama

2 pav. saulės moduliai pritvirtinti prie pastato fasado

Kokios integruotos saulės elektrinės naudos?

Integruota jėgainė vartotojui kuria tokią pridėtinę vertę:

Pajamos: piniginės – perteklinės elektros energijos pardavimas (esant galimybėms) arba natūrinės – elektros energija (sutaupyti pinigai už tinklo operatoriaus paslaugas);
Aukštesnės pajamos (pvz., nuomojant brangiau biurus bendrovėms, keliančioms aukštus aplinkosauginius reikalavimus);
Pasyvios pajamos – didesnė nekilnojamojo turto (pastato) vertė;
Alternatyvių kaštų sutaupymas, kai moduliai atlieka fasado apdailos funkciją;
Viena iš priemonių mažesnėmis sąnaudomis pasiekti aukštesnę statinio energinio efektyvumo klasę;
Nematerialios (emocinės) vertės – nepriklausomybė, savirealizacija, įvaizdis, gyvenimo būdas, socialinė atsakomybė, ekologija, meninė išraiška, autoritetas, statusas.
Rizikos mažinimas – mažėjanti elektros kaina laikui bėgant (eliminuojama elektros brangimo rizika), oresnė senatvė (sušvelninami pajamų sumažėjimo rizikos padariniai).

Įdomu! O kas riboja šių sistemų diegimą?

Pagrindinis integruotų į pastatų fasadus elektrinių paklausą ribojantis faktorius yra gaminių (saulės modulių) standartiškumo prieštaravimas kūrybinei architektūros minčiai:

Tradicinių architektūros dizaino tikslų ir optimalios elektros gamybos tikslų skirtumai. Pvz., žvelgiant iš fizikos perspektyvos ir siekiant maksimalios elektros gamybos, saulės modulių elektrotechniniai parametrai ir jų apšviestumas turi būti kaip įmanoma panašesni, architektams gi svarbiau išskirtinumas, individualumas, meninė išraiška, estetika ir vizualioji aplinka.
Elektros gamybos funkcija įgauna tik antraeilį vaidmenį ir jos optimalumas aukojamas kitų funkcijų naudai (pvz., dizainas, šviesos prietekio kontrolė, šiluminė izoliacija).
Dėl masto ekonomijos trūkumo ženkliai aukštesnė individualiai gaminamų produktų kaina.
Dėl darbų sudėtingumo ženkliai aukštesnė individualių produktų įdiegimo kaina.
Gamybos grandinėje dalyvaujant keliems gamintojams (pvz., saulės modulių, stiklo paketų, fasadų blokų), dėl vienetinių gaminių gamybos trukmės ir sudėtingumo kyla statinio statybos terminų pradelsimo rizika (pvz., tuo atveju, jei bet kurioje montavimo fazėje gaminys yra sugadinamas ir turi būti pakeistas nauju).