חזית סולארית – פתרון חזית קיר סולארי למודולים פוטו-וולטאיים ומערכות הרכבה

בהשוואה לפאנלים סולאריים מסורתיים המותקנים על גג, כיוון אנכי מונע הצטברות שלג. כמו כן, נמצא כי רווח האנרגיה הסולארית גדל בחורף מכיוון שהמודולים הסולאריים מכוונים יותר לכיוון הזווית הנמוכה יותר של השמש בחורף. יתר על כן, נצפה כי שלג מחזיר אור על הקרקע מגביר את אנרגיית השמש עד 50%.

ייצור אנרגיה באמצעות חזיתות סולאריות הוא חלק ממערכת סולארית המורכבת מגדרות וקירות אשר חולקים את המאפיין המשותף של כיוון אנכי של המודולים.

חזיתות סולאריות מציעות לתעשייה דרך נוספת להרחיב את אספקת החשמל האוטונומית שלה; ראו גם Amazon Logistics. בנוסף למכוניות סולאריות ומערכות סולאריות על גגות, מודולים סולאריים המותקנים אנכית על קירות וגדרות הם אלטרנטיבה משלימה.

קשור לזה:

• מערכות קיר/גדר: גדר סולארית וקיר סולארי למתחמי חברה ואזורי עסקים מגודרים

תכנון נכון ובחירה נכונה של מערכת הרכבה סולארית. כשם שפאנלים סולאריים ומערכות הרכבה קיימים בעיצובים שונים, ישנם גם סוגים שונים של חזיתות, הנבדלות לא רק בסוג המבנה (למשל, בית, מחסן) ובשיטת הבנייה (למשל, בית עץ, בניין לבנים, בניין בטון, אולם פלדה קל), אלא גם בטכניקת הבנייה שלהן.

• בנייה קלת משקל: בנייה מעץ, בנייה קלת משקל מפלדה ובנייה מגבס
• בנייה מוצקה: בטון מזוין, בטון קל, בטון סודה, לבנים ולבני סיד חול
• בנייה היברידית: שילוב של שיטות בנייה מוצקות וקלות משקל

אין טכנולוגיה אחת שמתאימה לכולם. לכל קיר או חזית סולארית יש מאפיינים ייחודיים משלה. יש לקחת בחשבון מאפיינים ספציפיים, ומערכת ההרכבה של פאנלים פוטו-וולטאיים אינה פועלת באותה צורה עבור כולם. באופן כללי, זה דורש תכנון והתאמות ספציפיות.

מערכת התקנת חזית סולארית מתאימה שונה מאחרות לא רק בהתקנה מהירה ותחזוקה קלה, אלא גם בכך שהיא שומרת על מרווח בין הקיר למודולים, מה שמאפשר זרימת אוויר רציפה ובכך מקרר את המודולים. הסיבה לכך היא שמודולים סולאריים מייצרים פחות חשמל ככל שהטמפרטורה עולה.

כדאיות ההתקנה בכל מקרה תלויה גם בגודל השטח ובכיוון המודולים הסולאריים. במיוחד בתעשייה, ובמיוחד בלוגיסטיקה, ישנם משטחים אנכיים גדולים ומעניינים המתאימים למערכות פוטו-וולטאיות בנוסף למערכות סולאריות על גגות.

בנורדריין -וסטפליה (NRW), חושבו 68 טרה-וואט-שעה של אנרגיה סולארית שייוצרו על כ-11 מיליון גגות במדינה. חישוב זה לא התחשב בפוטנציאל של קירות או חזיתות סולאריות אפשריות. לא כל קיר בניין מתאים לאנרגיה פוטו-וולטאית. עם זאת, בהתחשב בכך שלבניינים יש בדרך כלל שטח חזית גדול יותר משטח גג, קיים פוטנציאל נוסף לאנרגיה פוטו-וולטאית בסדר גודל דומה.

מודולים פוטו-וולטאיים בעלי שכבה דקה נמצאים בשימוש הולך וגובר במודולים סולאריים המותקנים אנכית, במקום המודולים הסולאריים הגבישיים הרגילים על גגות. ביישומים אנכיים, מודולים פוטו-וולטאיים בעלי שכבה דקה בעלי יעילות טובה יותר יחסית בשל זווית הפגיעה.

טכנולוגיות תאים שונות עבור מודולים סולאריים:

• סיליקון חד-קריסטלי
• סיליקון רב-גבישי
• סיליקון מצויר ברצועה
• טכנולוגיות שכבה דקה

מודולים אפשריים נוספים לחזית סולארית:

• למודולים מזכוכית-זכוכית אורך חיים ארוך במיוחד הודות לשימוש בזכוכית הן בחזית והן בחלק האחורי של המודול הסולארי.
• חזית סולארית פוטו-וולטאית דקה לקירות אנכיים.

מודולים סולאריים בעלי שכבה עבה זולים ויעילים יותר ממודולים בעלי שכבה דקה. עם זאת, מודולים סולאריים בעלי שכבה דקה מציעים לאדריכלים חופש עיצובי גדול משמעותית. לדוגמה, טכנולוגיית שכבה דקה מאפשרת הפעלה של סוככים סולאריים נשלפים.

מעניין גם שמודולים פוטו-וולטאיים להדפסה אפשריים.

אלמנטים פוטו-וולטאיים ותמונות מודפסות יותקנו בבניין המשרדים של שותפת הפרויקט Glassbel בשנת 2015 – תמונה: © Glassbel | מקור: Pressebox

חברת Via Solis מייצרת אלמנטים פוטו-וולטאיים במגוון רחב של צורות וצבעים, המאפשרים לאדריכלים להגשים את חזונם. המודולים יכולים להיות מרובעים, משולשים או עגולים במקום מלבניים, והם זמינים בכל צבעי RAL. "Via Solis משתמשת בזכוכית סולארית צבעונית וחצי שקופה שפותחה על ידי יצרנית הזכוכית החדשנית Glassbel, שכבר נמצאת בשימוש בחזיתות זכוכית סטנדרטיות", מדווח ד"ר יורס אולביקס ממכון המחקר היישומי לטכנולוגיות עתידיות (ProTech) בווילנה, העומד בראש פרויקט SmartFlex. "הצורות, הצבעים והגדלים הרצויים של האלמנטים הסולאריים מועברים ישירות מתוכנת התכנון של האדריכל לפס הייצור." (מקור)

"בעזרת תוכנת תכנון אינטואיטיבית, אדריכלים יוכלו בקרוב לתכנן מודולים סולאריים שיתאימו בצורה מושלמת לבניינים שלהם - אלמנטים של מודול הזכוכית יכולים להיות עגולים או משולשים, למשל", מסביר פול גרונוב, ראש המכון הפוטו-וולטאי בברלין. "התכונה המיוחדת היא שתהליך הייצור של אלמנטים סולאריים ייחודיים אלה יהיה אוטומטי ברובו. זה חדש לחלוטין; עד כה, רק מודולים סטנדרטיים יוצרו בהמוניהם או מוצרים סולאריים בהתאמה אישית שיוצרו בקפידה בעבודת יד. SmartFlex שואפת לייצור סדרתי חכם וגמיש ביותר שיהפוך גם אלמנטים סולאריים בהתאמה אישית לבמחיר סביר."

"ניתן לייצר אנרגיה סולארית גם באמצעות חזיתות מבנים, לא רק גגות. לפוטו-וולטאית משולבת בבניינים יש פוטנציאל עצום שנותר ברובו בלתי מנוצל", מדווח ד"ר יורס אולביקס, ראש קבוצת המחקר במכון למחקר יישומי לטכנולוגיות עתידיות (ProTech) בוילנה, ליטא, ורכז פרויקט SmartFlex. "אנו עובדים על פתרון "חבר והפעל" עבור מבנים שקל להתקנה ועונה על צרכי האדריכלים והמתקינים - מטרה שאפתנית. אני שמח שהצלחנו למשוך שותפים ברמה כה גבוהה". בנוסף ל-ProTech, המכון הפוטו-וולטאי בברלין ו-Glassbel, שותפי הפרויקט כוללים את יצרנית המכונות הפעילה בינלאומית Mondragon Assembly, יצרנית מערכות סולאריות Via Solis, מרכז הכשירות השוויצרי לפוטו-וולטאיקה משולבת בבניינים (SUPSI), מפתחת תוכנת התכנון Creative Amadeo וסוכנות האנרגיה המתחדשת Sunbeam Communications. (מקור)