خلايا الطاقة الشمسية المتكاملة المستخدمة في البناء

خلايا الطاقة الشمسية المتكاملة المستخدمة في البناء(BIPV) هي عبارة عن مواد كهروضوئية تستخدم لتحل محل مواد البناء التقليدية في بعض أجزاء المبنى الخارجية مثل السقف ،المناور، أو الواجهات. فهي تدخل بشكل متزايد في تشييد المباني الجديدة بوصفها المصدر الرئيسي أو الاضافي لتوليد الطاقة الكهربائية، وكذلك قد تم تزويد بعض المباني القديمة بـ BIPV. من مزايا وحدات الطاقة الشمسية المتكاملة على عكس الأنظمة الغير متكاملة والتي تعتبر الأكثر شيوعا هو أن التكلفة الأولية يمكن تخفيضها عن طريق تقليل مواد البناء والأيدي العاملة المستخدمة عند بناء جزء من المبنى المستخدم فيه وحدات BIPV. بالإضافة إلى ذلك ،فإن وحدات BIPV جزءا لا يتجزأ من التصميم، فهم عموما يشكلون مزيجا أفضل وأكثر جاذبية من الناحية الجمالية من خيارات أخرى مختلفة للطاقة الشمسية. هذه المزايا تجعل BIPV واحدة من أسرع القطاعات نموا في الصناعة الكهروضوئية. وقد فتح العقد الماضي الباب أمام عدد لا يحصى من ثورات الابنية التي تستخدمBIPV وكذلك المنشآت الأخرى. في كل من المشاريع الجديدة وعمليات التجديد ،فان BIPV يبرهن على أن يكون تكنولوجيا فعالة في الطاقة التي يتم استخدامهافي المباني السكنية والتجارية، والصناعية وكذلك هياكل المؤسسات.

نبذه عن تاريخ ظهوره

ظهرت تطبيقات وحدات الطاقة الكهربية في مجال البناء في سبعينيات القرن الماضي. ان وحدات الطاقة الكهروضوئية ذات الاطار الالومينيومي تستخدم في المباني التي عادة ماتكون في مناطق نائية ولا تستطيع الوصول إلى شبكة الطاقة الكهربائية. وفي الثمانينيات، بدات الوحدة الكهروضوئية المضافة الي اسطح المباني في الظهور. هذه النظم الكهروضوئية عادة ماتكون مثبتة على الشبكة المتصلة بالمباني في المناطق التي توجد فيها محطات طاقة مركزية. في التسعينيات أصبحت منتجات بناءBIPV والمصممة خصيصا لادماجهامع غطاء البناء متاحة تجاريا.
[عدل] المزايا

ان وحدات BIPV من الممكن ان تكون زاهية الالوان كماانها تاسر الانظار لدي رؤيتها. فاستخدام نظام الBIPV يؤدي الي تشييد مباني عصرية جميلة. فمرونة هذه الوحدات من الممكن ان تكون زخرا لخيال مهندسي المعمار ومن ثم فسوف ينتج عن ذلك مباني أكثر جمالا وفي الوقت ذاته صديقة للبيئة. ان هذا النظام يساعد علي تحسين صورة المبني وكذا يزيد من قيمته عند اعادة بيعه مرة أخرى. ومن هذه المميزات:

* وحدات الطاقة الكهروضوئية يمكن دمجها مع غطاءالبناء ما يسمى ب "الواجهة الغير مهواة "، سواء على المباني العامة مثل مجمعات المكاتب، ومباني الإنتاج، ومراكز التسوق، أو المدارس، وعلى المباني الخاصة مثل حدائق المنازل أو في الوحدات السكنية التي تشتمل على بلكونات. هذه الوحدات تحل محل المواد التقليدية في الابنية الجديدة وخلق أجواء معتدلة داخلها علي مدار السنة.

* ويتم استخدام خلايا الطاقة الكهروضوئية في الاجزاء الالخارجية للمبنى لتحل محل مواد البناء التقليدية وعمليات البناء. على سبيل المثال باستخدام نظام BIPV في التسقيف قد يحل محل التسقيف باستخدام المعدن والخشب أو باستخدام الواح الزفت التقليدية.

* باستخدام الخلايا الكهروضوئية لأنظمة المناور في مدخل القاعات، أو االباحات أو غيرها من الماكن، يمكن ان يحقق فائدة اقتصادية لنظام استخدام الطاقة الشمسية بالإضافة الي الحصول علي معلم مثير في تصميمه. وتتميز خلايا BIPV بان قدرتها علي الشفافية يمكن ان تتنوع حسب الرغبة ،بحيث يمكن لهذه الوحدات توفير الظل أو أن تكون شبه شفافة.

* وهذه الخلايا يمكن أن تحمي ضد تقلبات الطقس، وتوفير الظل للحماية من أشعة الشمس وكذلك الحماية من الرياح والأمطار. وبسبب كونها مقاومة كهربائية لذا فيمكنها الحماية من البرق.

* عندما يكون الطقس باردا (أو حارا)، فان الوحدات التي لا تخضع للتهوية تعمل بمثابة عزل حراري من خلال بناء شطيرة من الوحدات نفسها ومن خلال طبقة الهواء التي تتخلل هذه الوحدات، وكذا من خلال امتصاص الأشعة التي يقوم بها السليكون البلوري وطبقة رقيقة الخلايا الشمسية. وهذا يعني أن مقدار قليل من الطاقة تهدر من فقدان الحرارة من الداخل، وخفض تكاليف التدفئة والحفاظ على درجة الحرارة في الداخل في الدرجة العادية.

[عدل] أشكاله:

ان وحدات بناءالطاقة الضوئية المتكاملة لها اشكال متعددة

* السقوف المسطحة
o ان تثبيت طبقة رقيقة من الخلايا الشمسية المتكاملة لتسقيف غشاء البوليمر المرن هي الأكثر استخداما حتي الآن.

* الاسقف الضارية
o وحدات علي شكل بلاط سقفي متعدد.
o الواح الطاقة الشمسية هي وحدات مصممة لتبدو وتعمل كالالواح العادبة في حين انها تشتمل على مرونة الخلايا الرقيقة.
o هذه الاسقف تطيل من عمر الأسقف العادية حيث انها تقوم بحماية عملية العزل وكذلك الاغشية من الاشعة فوق البنفسجية وتردي نوعية المياه. فهو يقوم بذلك من خلال القضاء على عملية التكثيف وذلك لأن الندى يتم حجزه اعلي الغشاء السقفي.

* الواجهة
o هذه الواجهات قد تكون مثبتة على المباني القائمة بالفعل مضفية علي المباني القديمة شكل جديد بالكامل، هذه الوحدات التي تم تثبيتها على واجهة المبنى القائم من الممكن أن تزيد من معدل الطلب علي شراءالمبني وكذا تزيد من قيمته عند اعادة بيعه.

* تزجيج
o الوحدات النصف شفافة يمكن استخدامها لتحل محل عدد من العناصر المعمارية التي عادة ما يدخل الزجاج اوبعض المواد المشابهة في تركيبها ومن امثلة ذلك النوافذ والمناور.