يحبها المهندسون المعماريون: تنوع جمالي مع وحدات شمسية ذات زجاج مزدوج شبه شفاف لمواقف السيارات والشرفات الشمسية

تُدخل أشعة الشمس المتسللة عبر الألواح الزجاجية المزدوجة كمية وافرة من الضوء إلى المناطق المغطاة. وبفضل استخدام زجاج مقسّى خاص بسماكة 2 مم فقط (الزجاج الأمامي والخلفي)، يبلغ وزن اللوح الشمسي بدون إطار 20 كجم فقط، مما يجعله أخف وزنًا من بعض النماذج المنافسة التي غالبًا ما يصل وزنها إلى 30 كجم بنفس القدرة الإنتاجية.

تُحسّن هذه التقنية الأسطح، سواءً كانت خاصة أو عامة، مثل أسطح الشرفات ومواقف السيارات، من الناحيتين الطاقية والجمالية. وتُضفي المساحات المشرقة والجذابة أسفل الوحدات الشفافة سحراً خاصاً، وتُبدد الشكوك التي غالباً ما تراود المهندسين المعماريين ومالكي المباني بشأن أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المدمجة في المباني.

اجتاز بنجاح الاختبارات وفقًا للمعيار الأوروبي EN 12600. يوفر الحماية من الشظايا المتساقطة في حالة حدوث خرق.

توفر الألواح الشمسية ذات الزجاج المزدوج التي نوصي بها الحماية من الإصابات الناجمة عن الزجاج المكسور. وتعتمد الحماية الفعالة ضد الاقتحام على مزيج من الزجاج وطبقة فاصلة متينة ومرنة.
ويخضع اختبار هذه الألواح الزجاجية الرقائقية للمعيار الأوروبي EN 12600 (الزجاج في الإنشاءات - اختبار تأثير البندول). هذا المعيار هو طريقة لاختبار تأثير الزجاج المسطح وتصنيفه، ويُطبق بشكل مماثل على الألواح الشمسية ذات الزجاج المزدوج الرقائقي.

يشير مصطلح "الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني" (BIPV) إلى دمج وحدات الخلايا الكهروضوئية في غلاف المبنى، بهدف ليس فقط توليد الطاقة التقليدي (تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية)، بل أيضًا وظائف إضافية. ويصف فريق العمل المعني بـ"الخلايا الكهروضوئية في المباني"، التابع للجمعية الألمانية لأنظمة البناء (Bundesverband für Bausysteme e. V.)، تقنية BIPV بأنها دمج العناصر الكهروضوئية في غلاف المبنى من الناحيتين المعمارية والفيزيائية والإنشائية، مع مراعاة الخصائص متعددة الوظائف لوحدة الخلايا الكهروضوئية. وتشمل هذه الوظائف المتعددة الحماية من العوامل الجوية، والعزل الحراري، والتظليل، والجماليات والتصميم، بالإضافة إلى الخصوصية، والعزل الصوتي، والحماية من التداخل الكهرومغناطيسي، والحماية من السرقة، والتحكم في الإضاءة ونقلها.

تُستخدم الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني (BIPV) في دمجها في الأسطح والواجهات والنوافذ وحلول التظليل. ويُفضّل إجراء تعديلات خاصة بكل مشروع (مُكيّفة مع المبنى المعني) في الحجم والشكل والمادة واللون والشفافية والتصميم لتحقيق مظهر عام متجانس قدر الإمكان.

لتحقيق المتطلبات المعمارية والوظائف المتعددة المطلوبة، يجب أن تكون وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية قابلة للتعديل من حيث الحجم والشكل والمواد. كما يجب مراعاة متطلبات التكامل الميكانيكي والكهربائي المختلفة.

بشكل أساسي، هناك نوعان من التقنيات التي يمكن استخدامها في وحدات أنظمة الطاقة الشمسية المدمجة في المباني:

• البلوريةمن رقائق سيليكون متعددة، تُوصل عادةً على التوالي. وتُحدد المسافة بين الرقائق، التي تختلف في حجمها، بناءً على حجم الرقاقة والمسافات اللازمة للتوصيل والعزل. وتتراوح هذه المسافات عادةً بين 15 و25 سم. تُصنف مادة الخلية إما كسيليكون أحادي البلورة أو متعدد البلورات، ويختلفان في كفاءتهما. تُشير هذه الكفاءة إلى النسبة المئوية للطاقة الشمسية الساقطة التي تُحوّل إلى طاقة كهربائية. تُقدم الوحدات (أحادية) البلورة حاليًا أعلى كفاءة (15-20%) مع التوجيه الأمثل. ومع ذلك، في أنظمة الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني (BIPV)، لا يكون هذا التوجيه الأمثل (مثل واجهة موجهة رأسيًا) ممكنًا عادةً. علاوة على ذلك، فإن الحلول البلورية حساسة للغاية للتظليل وانخفاض الأداء عند درجات الحرارة العالية، وهي شائعة في تطبيقات المباني. لذلك، يُنصح باستخدام برامج المحاكاة لتحديد إنتاج الطاقة الحقيقي. تُوفر الحلول البلورية درجة عالية من المرونة في اختيار مادة التغليف، وهو أمر مفيد للغاية لأنظمة الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني. يمكن استخدام أنواع مختلفة من الزجاج بسماكات متنوعة، بالإضافة إلى البلاستيك؛ إلا أن الخلايا البلورية هشة للغاية ولا يمكن ثنيها. كما يمكن ابتكار أنماط شبه شفافة.

• الرقيقةعلى ركيزة (عادةً ما تكون زجاجية). في حالة استخدام الركيزة الزجاجية، يكون تنوع الحجم محدودًا للغاية. كما أن اختيار المواد محدود جدًا في هذه الحالة، نظرًا لاستخدام درجات حرارة عالية جدًا أثناء عملية بناء الخلايا الكهروضوئية، مما يحول دون استخدام أنواع معينة من الزجاج (مثل زجاج الأمان). أما حلول الأغشية الرقيقة الأخرى فتُطبَّق على شرائح بلاستيكية أو معدنية (فولاذ، نحاس). توفر هذه الحلول حاليًا أكبر قدر من التنوع في الحجم والتغليف، وتتيح حلولًا مرنة وخفيفة الوزن للغاية (بلاستيك/بلاستيك). تتراوح كفاءة حلول الأغشية الرقيقة حاليًا بين 6 و14%، اعتمادًا على التقنية المستخدمة، وتوفر إنتاجية أفضل في ظروف الإضاءة غير المثالية (الضوء المتناثر، الإضاءة المنخفضة)، كما أن أداءها أقل تأثرًا بدرجة الحرارة.

برامج التمويل الخاصة

تشجع العديد من التدابير السياسية على استخدام BIPV: مدفوعة بأهداف 20-20-20 والرغبة في تعزيز المباني المستقلة عن الطاقة، تقدم بعض الدول (مثل إيطاليا وفرنسا) تعريفات متزايدة لـ BIPV بالإضافة إلى تعريفات التغذية (انظر قانون الطاقة المتجددة الألماني).

في سويسرا، تحصل أنظمة الطاقة الشمسية المدمجة في الأسطح / الأنظمة الكهروضوئية على إعانات أعلى من الأنظمة القياسية.

إرشادات البناء

يُعدّ التشديد المتواصل للوائح المتعلقة بأداء الطاقة في المباني (المباني الصفرية الطاقة، والبصمة الكربونية) دافعًا قويًا لاستخدام الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني. في ألمانيا، يُعتبر قانون توفير الطاقة (EnEV) المعيار المرجعي، استنادًا إلى توجيهات الاتحاد الأوروبي بشأن الأداء العام للطاقة في المباني. علاوة على ذلك، توجد تقييمات استدامة خاصة بكل دولة، تتفاوت في مستويات جودتها، والتي تُشجع أيضًا على كفاءة الطاقة العالية وانخفاض الأثر البيئي. ومن الأمثلة على ذلك نظام الريادة في تصميم الطاقة والبيئة (LEED) المُطور في الولايات المتحدة الأمريكية، ونظام BREEAM من المملكة المتحدة، والمجلس الألماني للمباني المستدامة (Gütesiegel Nachhaltige Bauungen).

للوحدات الشمسية: عينات من خلايا شمسية متعددة البلورات وأحادية البلورة – الصورة: Xpert.Digital / Petair|Shutterstock.com

ذو صلة بهذا الموضوع:

• الخلايا الشمسية: ما هي وحدات الطاقة الشمسية التي تقدم حاليًا أفضل التقنيات وأعلى مستويات الأداء؟

تم اختبار مدى الامتثال للوائح البناء الخاصة بالزجاج العلوي في معهد معتمد وفقًا لمعيار EN 12600 فيما يتعلق بالخصائص التالية:

• التحكم في الشظايا: حتى في حالة كسر الألواح، لا ينبغي أن تسقط أي شظايا زجاجية حادة
• مقاومة الاختراق
• القدرة المتبقية على تحمل الأحمال: يجب أن يتمتع الزجاج العلوي بمقاومة عالية للأحمال التي تحدث وأن يظل لديه قدرة دنيا على تحمل الأحمال حتى في حالة تلفه.

لقد اجتازت ألواح الطاقة الشمسية ذات الزجاج المزدوج التي نوصي بها جميع الاختبارات بنجاح باهر. لم تتعرض أي منها لأضرار جسيمة أو حتى ثقب. لذلك، يمكن استخدام هذه الألواح في تركيبات الزجاج العلوية، وواجهات المباني، وشرفات المنازل. وهذا يتيح استخدامها في نطاق واسع من التطبيقات، بدءًا من الشرفات ومواقف السيارات وصولًا إلى مظلات مواقف السيارات الكبيرة، وأسطح المباني الصناعية، وأسطح المنشآت الرياضية.

ذو صلة بهذا الموضوع:

• الخلايا الشمسية ثنائية الوجه – معلومات شيقة حول الوحدات الشمسية

تتميز الألواح الشمسية المصنوعة من الزجاج المزدوج بمتانتها وقدرتها الفائقة على تحمل جميع الظروف الجوية. وهي خفيفة الوزن كألواح الطاقة الشمسية التقليدية وسهلة التركيب. تكمن ميزة هذه الألواح في مادة الزجاج المستخدمة، حيث لا يتأثر الزجاج بمرور الزمن، مما يوفر أفضل حماية للخلايا الشمسية ويضمن بقاء الألواح عالية الكفاءة لعقود قادمة.

عند مقارنة الألواح الشمسية المصنوعة من الزجاج المزدوج بالألواح المصنوعة من رقائق الزجاج، يجب مراعاة التكاليف على مدار عمرها الافتراضي. علاوة على ذلك، تُعد كمية الطاقة التي ينتجها اللوح خلال هذه الفترة عاملاً حاسماً. يحصل مشغلو أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على منتج عالي الأداء مع الألواح المصنوعة من الزجاج المزدوج، والتي تدوم لفترة أطول بكثير من الألواح المصنوعة من رقائق الزجاج. هذا يعني أنه بسعر مماثل تقريبًا وعمر افتراضي أطول، ينتج اللوح الشمسي المصنوع من الزجاج المزدوج طاقة شمسية أكبر بكثير.

كل شيء من مصدر واحد، مصمم خصيصًا لحلول الطاقة الشمسية لمواقف السيارات الكبيرة. أعد تمويل أو عوض تكاليفك المستقبلية من خلال توليد الكهرباء بنفسك.

تجدون النصائح والحلول هنا 👈🏻

نقدم خدمات الاستشارة والتخطيط، بما في ذلك تقدير تكلفة غير ملزم. نربطكم بشركاء أقوياء في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

تجدون النصائح والحلول هنا 👈🏻

لدينا حضور إقليمي في جميع أنحاء العالم الناطق بالألمانية. ولدينا شركاء موثوقون سيقدمون لكم المشورة وينفذون رغباتكم.

تواصل معنا 👈🏻