Արևային էներգիայի կիրառությունն այսօր չի սահմանափակվում միայն շենքերի տանիքներին արևային վահանակների տեղադրմամբ։ Տեխնոլոգիաների զարգացման շնորհիվ արևային համակարգերը կարող են դառնալ շենքի կառուցվածքի անբաժանելի մասը։ Այս մոտեցման հիմքում շենքերում ինտեգրվող ֆոտովոլտային (BIPV) տեխնոլոգիան է՝ Էներգաարդյունավետ շինարարության նորարարական ուղղություններից մեկը։
Ի՞նչ է BIPV-ն (շենքերում ինտեգրվող ֆոտովոլտային համակարգեր)
BIPV-ն (անգլերեն՝ Building-Integrated Photovoltaics) ֆոտովոլտային տեխնոլոգիա է, որի բաղադրիչները ոչ թե տեղադրվում են շենքի արդեն պատրաստի մակերեսների վրա, այլ դառնում են շենքի կառուցվածքի անբաժանելի մասը։ Ի տարբերություն սովորական արևային վահանակների՝ այս համակարգերը կարող են փոխարինել տանիքի, ճակատային երեսպատման կամ շենքի արտաքին պատյանի այլ տարրերին՝ միաժամանակ արտադրելով էլեկտրաէներգիա։ Կախված կիրառությունից ու նախագծային լուծումից՝ BIPV համակարգերը կարող են կատարել նաև հետևյալ գործառույթները.
- Պաշտպանություն եղանակային ազդեցություններից
- Ջերմամեկուսացման ապահովում
- Աղմուկի նվազեցում
- Բնական լուսավորության ապահովում
- Անվտանգության պահանջների ապահովում
Այսպիսով՝ մեկ համակարգում միավորվում են շինարարական և էներգետիկ գործառույթները՝ նպաստելով շենքի էներգաարդյունավետությանն ու ճարտարապետական ամբողջականությանը։
Ինչպե՞ս է աշխատում BIPV համակարգը
BIPV համակարգի հիմքում ֆոտովոլտային բջիջներն են, որոնք արևի լույսը փոխակերպում են էլեկտրաէներգիայի։ Դրանց արտադրած հաստատուն հոսանքը (DC) ինվերտորի միջոցով վերածվում է փոփոխական հոսանքի (AC)։ Ստացված էլեկտրաէներգիան կարող է օգտագործվել շենքի կարիքների համար կամ փոխանցվել էլեկտրական ցանց։
Սովորական արևային կայաններից հիմնական տարբերությունն այն է, որ BIPV համակարգի վահանակները նաև շենքի արտաքին պատյանի մաս են կազմում։ Այսպիսով՝ նույն տարրը և՛ կատարում է շինարարական գործառույթ, և՛ արտադրում էլեկտրաէներգիա՝ հնարավորություն տալով նվազեցնել էլեկտրաէներգիայի ծախսերը՝ առանց ճարտարապետական տեսքը խաթարելու։
BIPV-ի կիրառման միջազգային օրինակներ
BIPV տեխնոլոգիայի կիրառման ուշագրավ օրինակներից է Դանիայի Կոպենհագենի միջազգային դպրոցը, որը գտնվում է քաղաքի Նորդհավն թաղամասում։
2017 թվականին ավարտված շենքի արևային ֆասադն այդ ժամանակ Եվրոպայի խոշորագույններից մեկն էր։ Արտաքին պատերի 6 048 քմ մակերեսը պատված է մոտ 12 000 հատուկ պատրաստված BIPV վահանակներով։ Համակարգի դիրքային հզորությունը շուրջ 720 կՎտ է (kWp), և այն ապահովում է դպրոցի տարեկան էլեկտրաէներգիայի պահանջարկի մոտ կեսը։
Վահանակները միաժամանակ փոխարինում են ֆասադի ավանդական երեսպատմանը և արտադրում էլեկտրաէներգիա։ Դրանք տեղադրված են չորս տարբեր դիրքերով, ինչի շնորհիվ շենքի ֆասադն ունի լույսի փոփոխությանը համընթաց փայլող ինքնատիպ տեսք։ Հատուկ նանոկառուցվածքային ապակին արտացոլում է լույսի որոշակի ալիքներ՝ ստեղծելով կապտականաչ երանգ՝ առանց գունանյութերի օգտագործման։
Շենքը նաև կրթական նշանակություն ունի․ աշակերտները կարող են հետևել էլեկտրաէներգիայի արտադրության ցուցանիշներին և այդ տվյալներն օգտագործել մաթեմատիկայի ու ֆիզիկայի դասերին։
Solaron-ի BIPV լուծումները՝ արևային տեխնոլոգիաները ժամանակակից ճարտարապետության մեջ
Հայաստանում BIPV տեխնոլոգիաների կիրառման հնարավորություններ է առաջարկում նաև SOLARON-ը։ Ընկերության լուծումները նախատեսված են տարբեր ճարտարապետական նախագծերի համար՝ արևային էներգիայի արտադրությունը համատեղելով շենքի առանձին տարրերի հիմնական գործառույթների հետ։ Ներկայացնենք դրանցից մի քանիսը։
SolarOnRoof․ տանիքի մեջ ինտեգրվող արևային համակարգեր
Արևային տանիքները BIPV տեխնոլոգիայի տարածված կիրառություններից են։ Սովորական արևային վահանակները տեղադրվում են պատրաստի տանիքի վրա, մինչդեռ ինտեգրված համակարգում դրանք հենց տանիքի մաս են կազմում։ Այս դեպքում ֆոտովոլտային վահանակները փոխարինում են ավանդական ծածկի նյութերին՝ միաժամանակ պաշտպանելով շենքը և արտադրելով էլեկտրաէներգիա։
Այս լուծումը թույլ է տալիս խուսափել տանիքի և առանձին արևային վահանակների կրկնակի օգտագործումից, ստանալ միասնական ճարտարապետական տեսք և արդյունավետ կիրառել տանիքի մակերեսը։ Այն հատկապես հետաքրքիր է նոր կառուցվող բնակելի, առևտրային ու հասարակական շենքերի համար, որտեղ կարևոր են ինչպես էներգաարդյունավետությունը, այնպես էլ արտաքին տեսքը։
SolarOnWall․ արևային ֆասադային համակարգեր
BIPV տեխնոլոգիան հնարավորություն է տալիս նաև շենքի արտաքին պատերը վերածել էլեկտրաէներգիա արտադրող մակերեսների։ Ֆոտովոլտային մոդուլները կարող են փոխարինել ճակատի երեսպատման որոշ տարրերի՝ պահպանելով շենքի ճարտարապետական գաղափարը։ Սա հատկապես հետաքրքիր լուծում է գրասենյակային, հասարակական և բարձրահարկ շենքերի համար, որտեղ արտաքին պատերի մակերեսը հաճախ ավելի մեծ է, քան արևային համակարգի համար հասանելի տանիքային տարածքը։
SolarOnShades․ արևային ծածկեր և ստվերապաշտպան համակարգեր
Արևային ծածկերն ու ստվերապաշտպան համակարգերը ֆոտովոլտային տեխնոլոգիան համատեղում են հովարների, պերգոլաների և այլ ճարտարապետական տարրերի հետ։ Դրանք միաժամանակ արտադրում են էլեկտրաէներգիա և պաշտպանում արևի ուղիղ ճառագայթներից ու եղանակային ազդեցություններից։ Կիսաթափանցիկ վահանակների կիրառման դեպքում տարածքը կարող է պահպանել նաև բնական լուսավորությունը։ Նման լուծումները հարմար են այն նախագծերի համար, որտեղ կարևոր են հարմարավետությունը, արտաքին տեսքն ու էներգիայի արտադրությունը։
SolarOnFloor․ արևային սալահատակներ
Ֆոտովոլտային տեխնոլոգիան հնարավոր է կիրառել ոչ միայն շենքերի տանիքներին ու ֆասադներին, այլև հատակին։ Արևային սալահատակների դեպքում էլեկտրաէներգիա արտադրող տարրերը ներդրվում են սալերի մեջ՝ սովորական անցուղիներն ու հանրային տարածքները դարձնելով նաև էներգիայի աղբյուր։ Նման համակարգերը պետք է համապատասխանեն քայլելու մակերեսներին ներկայացվող ամրության և անվտանգության պահանջներին՝ պահպանելով տարածքի հիմնական նշանակությունը։
SolarOnBalcony․ արևային պատշգամբային համակարգեր
Պատշգամբները ևս կարող են ծառայել արևային էներգիայի արտադրությանը։ Երբ ֆոտովոլտային վահանակները ինտեգրվում են պատշգամբի բազրիքներին կամ կառուցվածքային այլ տարրերին, դրանք դառնում են շենքի ճարտարապետական լուծման մաս։ Միաժամանակ անհրաժեշտ է պահպանել պատշգամբներին ներկայացվող անվտանգության, ամրության և դիմացկունության պահանջները։ Այս մոտեցումը հատկապես արդիական է բազմաբնակարան և բազմաֆունկցիոնալ շենքերում, որտեղ կարևոր է արդյունավետ օգտագործել յուրաքանչյուր հասանելի մակերես։
Ապագայի շենքերը ոչ միայն կսպառեն, այլև կարտադրեն էներգիա
Տանիքներ, ֆասադներ, պատշգամբներ, արևապաշտպան ծածկեր և նույնիսկ սալահատակներ․ BIPV տեխնոլոգիան ցույց է տալիս, թե որքան բազմազան կարող են լինել շենքի մակերեսների կիրառման հնարավորությունները։ Այն մեկտեղում է շինանյութի գործառույթը, ճարտարապետական լուծումն ու էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը։
Հայաստանի արևային մեծ ներուժն և էներգաարդյունավետ շինարարության նկատմամբ աճող հետաքրքրությունը նոր հնարավորություններ են բացում ճարտարապետների, կառուցապատողների և անշարժ գույքի սեփականատերերի համար։ SOLARON-ի BIPV լուծումները հնարավորություն են տալիս արևային էներգիայի արտադրությունը նախատեսել դեռ նախագծման փուլում։ Տեխնոլոգիայի զարգացման հետ շենքերը կարող են աստիճանաբար դառնալ ոչ միայն էներգիա սպառող, այլև այն արտադրող կառույցներ։