Wraz z rozwojem technologii i rosnącą potrzebą tworzenia bardziej zrównoważonych obiektów coraz częściej zwraca się uwagę na systemy BIPV. Choć instalacje PV na tradycyjnych dachach są dobrze znane, fotowoltaika zintegrowana z budynkiem otwiera przed inwestorami nowe możliwości zarówno funkcjonalne, jak i estetyczne. W tym artykule wyjaśniamy, co to jest system BIPV, jakie są jego rodzaje oraz na co zwrócić uwagę przy projektowaniu i montażu.
BIPV. Fotowoltaika jako zintegrowany element architektury
BIPV, czyli Building Integrated Photovoltaics, to rozwiązania, w których moduły fotowoltaiczne nie są instalowane na konstrukcji PV jako osobny dodatek, lecz stanowią integralną część bryły budynku. Mogą zastąpić tradycyjne materiały od dachówek i paneli elewacyjnych po przeszklenia czy osłony przeciwsłoneczne. Dzięki temu łączą funkcję użytkową z produkcją energii.
Tego typu instalacje pozwalają uzyskać spójny, nowoczesny wygląd obiektu, co czyni je atrakcyjnymi szczególnie dla inwestorów stawiających na estetykę bez rezygnacji z efektywności energetycznej.
Fotowoltaika BIPV a systemy BAPV. Najważniejsze różnice
W odróżnieniu od BIPV, BAPV (Building Applied Photovoltaics) to klasyczne instalacje montowane na istniejących dachach lub elewacjach. Nie ingerują w strukturę budynku i można je łatwo zdemontować lub przenieść, co daje dużą elastyczność przy modernizacji.
BIPV wymaga ujęcia w projekcie architektonicznym już na etapie planowania, ponieważ moduły PV zastępują materiały konstrukcyjne lub pokrycie dachowe. W przypadku istniejących budynków ich wdrożenie jest droższe i bardziej skomplikowane.
Mimo że BIPV stanowi obecnie niewielki fragment rynku, jego znaczenie rośnie wraz z zapotrzebowaniem na nowoczesne, energooszczędne i estetyczne budownictwo.
Panele BIPV. Rodzaje i technologie
W systemach BIPV stosuje się różne typy modułów dostosowane do funkcji i miejsca montażu. Najczęściej spotykane są:
1. Panele cienkowarstwowe
Panele cienkowarstwowe są lekkie, elastyczne i pozwalają na montaż w niestandardowych kształtach. Wyróżnia je odporność na wysokie temperatury oraz niewielki spadek wydajności przy upałach. Produkowane są między innymi z:
- krzemu amorficznego a Si,
- tellurku kadmu CdTe,
- technologii CIGS,
- arsenku galu GaAs.
Panele cienkowarstwowe nie wymagają sztywnych ram, co ułatwia ich integrację z dachem lub elewacją. Ich sprawność przy niskim nasłonecznieniu wynosi około 6 do 10 procent. Technologie CdTe i CIGS osiągają najczęściej 13 do 17 procent, a najlepsze wersje dochodzą do wartości 18 lub 19 procent.
2. Panele bifacjalne
Panele dwustronne składają się z ogniw umieszczonych między dwiema warstwami szkła hartowanego lub innego materiału transparentnego. Mogą przechwytywać światło z obu stron modułu, co zwiększa wydajność nawet o 20 procent.
Aby ten efekt był realny, tylna strona modułu musi mieć dostęp do światła odbitego. Najczęściej stosuje się jasne powierzchnie o wysokim albedo, takie jak biały dach, jasny beton lub żwir. W systemach BIPV nie zawsze jest to możliwe, dlatego panel bifacjalny wymaga przemyślanego projektu.
Czytaj więcej na temat: Panele bifacjalne – co to jest? Czy wymagają specjalnej konstrukcji wsporczej?
Zastosowania systemów BIPV
Systemy BIPV łączą produkcję energii z funkcją użytkową i estetyką budynku. Najczęściej stosuje się je w formie:
- dachów solarnych, które zastępują pokrycie dachowe,
- fasad fotowoltaicznych, które pełnią funkcję elewacji,
- osłon przeciwsłonecznych i pergoli,
- wiat fotowoltaicznych, czyli carportów.
Dzięki temu instalacja BIPV może być dopasowana do potrzeb inwestora przy zachowaniu spójnego wyglądu obiektu. Rozwiązania te wykorzystuje się w budynkach mieszkalnych, komercyjnych i publicznych, co pozwala zagospodarować powierzchnie, które wcześniej nie produkowały energii.
Ten artykuł również może Cię zainteresować: Carport fotowoltaiczny – jak działa? Czy wymaga pozwolenia?
Fasady fotowoltaiczne i dachy BIPV
Najbardziej efektownym wykorzystaniem BIPV są fasady i dachy zintegrowane z modułami fotowoltaicznymi. Moduły mogą zastępować materiały wykończeniowe takie jak szkło, aluminium, drewno lub dachówki ceramiczne. Tego typu rozwiązania pozwalają na:
- wkomponowanie energii słonecznej w architekturę,
- wykorzystanie znacznej powierzchni budynku do produkcji energii,
- podkreślenie proekologicznego charakteru inwestycji.
W skali międzynarodowej przykładem takich obiektów są londyński ratusz oraz berliński Lehrter Bahnhof. W Polsce system BIPV zastosowano między innymi w budynku pasywnym Parku Naukowo Technologicznego Euro Centrum w Katowicach.
System mocowań BIPV
Montaż modułów BIPV różni się od klasycznych instalacji PV, ponieważ panele pełnią rolę elementu budowlanego. System mocowań jest projektowany indywidualnie dla dachu, elewacji, osłon przeciwsłonecznych czy carportów.
Kluczowe aspekty montażu BIPV to:
- stabilność konstrukcji i odporność na obciążenia wiatrem i śniegiem,
- szczelność połączeń,
- możliwość integracji z izolacją termiczną i hydroizolacją,
- spełnienie wymagań dotyczących przegrody budowlanej, w tym odporności ogniowej i ochrony przed przenikaniem wilgoci.
Poprawnie zaprojektowane systemy mocowań BIPV łączą estetykę i funkcjonalność, a moduły mogą być niemal niewidoczne.
Wady i wyzwania systemów BIPV
Aby zachować balans pomiędzy plusami i minusami, warto uwzględnić także słabe strony BIPV.
Najważniejsze ograniczenia to:
- wyższy koszt w porównaniu z klasyczną instalacją PV,
- większa złożoność projektowa i konieczność współpracy wielu branż,
- trudniejszy dostęp serwisowy i większy zakres demontażu przy naprawach,
- ograniczona możliwość modernizacji i rozbudowy,
- uzysk energetyczny zależny od orientacji elementu budynku, której nie da się zmienić tak jak w systemie BAPV.
To czynniki, które należy uwzględnić na etapie planowania inwestycji, szczególnie w obiektach modernizowanych.
Instalacja BIPV. Podsumowanie
System BIPV to rozwiązanie łączące produkcję energii z estetyką architektoniczną. Oferuje możliwość pełnej integracji paneli z konstrukcją budynku i pozwala wykorzystać powierzchnie, które wcześniej nie służyły generowaniu energii. Od paneli cienkowarstwowych przez bifacjalne moduły po dachówki solarne różnorodność technologii pozwala realizować projekty w wielu wariantach.
Jednocześnie inwestor powinien brać pod uwagę wyższy koszt, większą złożoność montażu oraz trudniejszy serwis. Rozwiązania BIPV zyskują na popularności wśród tych, którzy oczekują połączenia wysokiej estetyki, funkcjonalności i odnawialnego źródła energii.
