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.
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.
ان وحدات BIPV من الممكن ان تكون زاهية الألوان 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:
= أشكاله =
أن وحدات بناءالطاقة الضوئية المتكاملة لها اشكال متعددة
تستخدم الألواح الشمسية الشفافة طلاء القصدير على السطح الداخلي للألواح الزجاجية للسماح للتيار بالخروج من الخلية. وتحتوي الخلية علي اكسيد التيتانيوم الذي يكون مطلي ب
الصبغة الكهروضوئية.
ان هذه الوحدات قد أنتجت من قبل الشركة الأسترالية المحدودة للطاقة الشمسية ارتكس Ertex.
ان المعهد الوطني الياباني للتكنولوجياوالعلوم الصناعية المتقدمة (AIST) فضلا عن Konarka قد نجح في تطوير الخلايا الشمسية الشفافة التي تستخدم الاشعة فوق البنفسجية لتوليد الكهرباء ولكنها تسمح للضوء المرئي بالمرور من خلاله ومعظم الخلايا الشمسية التقليدية تستخدم الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء لتوليد الكهرباء. وعلي النقيض تستخدم الخلاياالشمسية المبتكرة حديثا الأشعة فوق البنفسجية. ان عملية تركيبها علي الأسطح قد تكون بصورة كبيرة إذا تم استخدامها بدلا من زجاج النوافذ التقليدية، أو وضعهافوق سطح الزجاج ،مما يؤدي إلى مزيد من الاستخدامات المحتملة التي تستفيد من المهام المشتركة لتوليد الطاقة الكهربائية، والإضاءة والتحكم في درجة الحرارة. [22]
اسم آخر للخلايا الكهروضوئية الشفافة هو "الخلايا الكهروضوئية الشبه شفافة" (التي تنقل فقط نصف الضوء الذي يسقط عليها). وتتشابه كلا من الخلايا الكهروضوئية العضوية أو الغير عضوية في قدرة كلا منهما علي أن تكون شبه شفافة. على سبيل المثال ،تقوم شركة سولرمير للطاقة بتطوير وحدات كهروضوئية عضوية سوف تطرح في عدة ألوان. وكذلك Grammer Solar تقوم بإنتاج وحدات شبه شفافة من هذه الخلايا.
طرحت بعض الحلول المتقدمة في السنوات القليلة الماضية. وعلى الارجح اكثرها شيوعا هو سقف القرميدPfleiderer " وTerra-Piatta الطاقة الشمسية" التي تنتجهاpfleiderer Dachziegelwerke GmbH والتي حازت علي جائزة التصميم الألمانية لعام 2002.
وتشمل المنتجات الأخرى
يعتبرBIPV من اعظم الاختراعات الحديثة التي عرفها العالم ولكن مثل جميع مواد البناء دائما ما يكون هناك قضاياتتعلق بالمهندس المعماري ،أو المنشئ، أو المهندس. عندما نفكر في استخدام نظام ال BIPV لمبنى معين لابد وان ناخذ في الاعتبار العوامل البيئية والبنائية وهذه العوامل يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار خلال مراحل التصميم عندما يكون الهدف هو تحقيق أعلى قيمة ممكنة لنظام BIPV. ومن الاعتبارات الرئيسية لهذا التصميم الخاص بأنظمة الطاقة الشمسية هو الوصول إلى الطاقة الشمسية، ونظام التوجيه والسرعة، والخصائص الكهربائية، وتحجيم النظام.
في بعض البلدان يتم تقديم حوافز اضافية اواعانات لبناء وحدات الطاقة الشمسية المتكاملة بالإضافة إلى توفير قائمة من الرسوم الجمركية لأنظمة الطاقة الشمسية القائمة بذاتها. منذ شهر يوليو لعام 2006 عرضت فرنسا أعلى حافز لBIPV وكان ذلك مساويا للقسط الضافي لليورو الذي يقدر ب 0.25/kWh يورو يتم دفعها بالإضافة إلى 30 سنتا للأنظمة الكهروضوئية. هذه الحوافز تقدم في شكل ضريبة يتم دفعها لتغذية الشبكة الكهربائية.
بالإضافة إلى الإعلان عن برنامج للإعانة مشاريع BIPV مارس 2009 بتقديم RMB20/watt لأنظمة BIPV وRMB15/watt لأنظمة سطح المبنى ،مؤخرا كشفت الحكومة الصينية النقاب عن برنامج دعم الطاقة الضوئية "المشروع التجريبي غولدن صن." برنامج الدعم يهدف إلى دعم وتطوير توليد الكهرباءعن طريق الطاقة الكهروضوئية وكذلك الاستغلال التجاري للتكنولوجيا الكهروضوئية. وقد اعلن كل من وزارة المالية، وزارة العلوم والتكنولوجيا والمكتب الوطني للطاقة عن تفاصيل هذا البرنامج في تموز / يوليو 2009 ان المشاريع المؤهلة والخاصة بتوليد الكهرباء عن طريق الأنظمة الكهروضوئية بما في ذلك الاسطح وBIPV يحق لهم الحصول على إعانة مالية تعادل 50 ٪ من الاستثمارات الإجمالية لكل مشروع، بما في ذلك البنى التحتية المرتبطة بها والتي انتقلت إليها تباعا. اما بالنسبة للمشاريع المستقلة خارج الشبكة في مناطق نائية سوف تكون مؤهلة للحصول على إعانات تصل إلى 70 في المئة من اجمالي الاستثمارات في منتصف شهر نوفمبر ،اختارت وزارة المالية الصينية 294 مشروعا باجمالي 642 ميجاوات التي تصل إلى ما يقرب من 20 مليار يوان (3 مليار دولار) في تكاليف خطة الدعم لتعزيز إنتاج الدولة للطاقة الشمسية.