Systemy wiat solarnych BIPV i Urban City: Wykorzystaj systemy wiat solarnych do rozbudowy obszarów osadniczych i komunikacyjnych oraz ochrony ważnych zasobów rolnych

Wiaty słoneczne na ogół nie są częścią fotowoltaiki zintegrowanej z budynkiem (BIPV: Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem). W przypadku fotowoltaiki zintegrowanej z budynkiem moduły słoneczne są zintegrowane z powłoką budynku, na przykład jako elementy elewacji, dachówki lub okna. Celem jest płynne zintegrowanie paneli słonecznych z projektem budynku, aby osiągnąć zarówno korzyści estetyczne, jak i energetyczne.

Z drugiej strony wiaty słoneczne to zadaszenia zaprojektowane specjalnie do parkowania pojazdów, a jednocześnie wyposażone w panele słoneczne generujące energię słoneczną. Ich głównym celem jest ochrona pojazdów przed żywiołami, a jednocześnie wytwarzanie energii elektrycznej ze światła słonecznego.

Chociaż wiaty fotowoltaiczne nie są częścią fotowoltaiki zintegrowanej z budynkiem, nadal mogą być użytecznym dodatkiem do budynku, zapewniając dodatkową przestrzeń do wytwarzania energii elektrycznej, jednocześnie wspierając aspekt środowiskowy poprzez wykorzystanie odnawialnych źródeł energii.

Miejski moduł fotowoltaiczny charakteryzuje się częściową przezroczystością, co pozwala na połączenie modułów fotowoltaicznych, dachu i generatora energii w jeden zintegrowany system. To rozszerzenie zadań i zwiększona funkcjonalność to kluczowe cechy wiaty fotowoltaicznej jako rozwiązania fotowoltaicznego zintegrowanego z budynkiem.

Parking fotowoltaiczny Urban City – system systemu wiat solarnych – Zdjęcie: Xpert.Digital

Integrując moduły słoneczne z dachem wiaty, nie tylko wytwarzana jest energia odnawialna, ale także tworzy się estetyczne rozwiązanie, które harmonijnie wpasowuje się w miejskie środowisko życia. Przezroczyste elementy miejskiego modułu wiaty słonecznej nadal przepuszczają naturalne światło i tworzą przyjemną atmosferę. Nawet zieleń pod wiatą fotowoltaiczną jest możliwa!

Estetyczna integracja wiat fotowoltaicznych z obszarami miejskimi ma pozytywny wpływ na jakość życia i akceptację obywateli. Pomagają zapewnić integrację technologii energii odnawialnej z krajobrazem miejskim, przyczyniając się w ten sposób do zrównoważonego i przyszłościowego rozwoju obszarów miejskich.

Połączenie funkcjonalności, estetycznego wyglądu i produkcji energii odnawialnej sprawia, że ​​miejski moduł zadaszenia fotowoltaicznego jest atrakcyjnym rozwiązaniem dla obszarów mieszkalnych i komercyjnych. Umożliwia wykorzystanie uszczelnionych powierzchni, a jednocześnie tworzy czyste źródło energii na własne potrzeby lub do ładowania pojazdów elektrycznych.

Zaawansowana technologia i nowoczesny design miejskiego modułu wiaty słonecznej oferują zatem sytuację korzystną dla obu stron: przyczynia się do zrównoważonego rozwoju i ochrony środowiska, poprawiając jednocześnie atmosferę miejską i jakość życia mieszkańców.

Więcej na ten temat tutaj:

• Zadaszone słoneczne miejsca parkingowe: zadaszenia słoneczne - wiaty słoneczne - wiaty słoneczne - systemy wiat słonecznych

Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem może pomóc w zwiększeniu funkcjonalności obszarów zamieszkałych i komunikacyjnych, jednocześnie chroniąc ważne zasoby rolne. Integrując moduły fotowoltaiczne z powłoką budynku, mogą one efektywnie wykorzystać istniejące obszary bez zajmowania dodatkowej przestrzeni.

Integrując moduły fotowoltaiczne z konstrukcjami budynków, takimi jak fasady, dachówki czy okna, obszary miejskie mogą być wykorzystywane wielofunkcyjnie. Umożliwia to wytwarzanie energii elektrycznej na miejscu, co przyczynia się do zdecentralizowanych dostaw energii. Jednocześnie grunty rolne można chronić i zachować zgodnie z ich pierwotnym przeznaczeniem, zamiast wykorzystywać je do budowy systemów fotowoltaicznych.

Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem oferuje również korzyści estetyczne, ponieważ moduły słoneczne można bezproblemowo zintegrować z projektem budynku. Będzie to sprzyjać akceptacji energii słonecznej na obszarach miejskich i poprawi estetyczny wygląd miasta.

Łącząc energię słoneczną z fotowoltaiką zintegrowaną z budynkiem, można osiągnąć szereg korzyści, takich jak wykorzystanie istniejących gruntów, zdecentralizowana produkcja energii i ochrona zasobów rolnych. To innowacyjny sposób promowania zrównoważonego rozwoju i energii odnawialnej w środowiskach miejskich.

Nadaje się do:

• Pokrycia dachowe z asfaltu/fotowoltaiki: Przewodnik i wskazówki dotyczące wiat fotowoltaicznych od małych do dużych systemów - dla gmin, przemysłu, instalatorów i gospodarstw domowych

Odsetek zamkniętych obszarów osadniczych i komunikacyjnych na obszarach zurbanizowanych może się znacznie różnić w zależności od kraju, miasta i regionu. Istnieją jednak pewne ogólne szacunki i dane, które mogą zapewnić przegląd zakresu uszczelnienia na obszarach miejskich.

W Niemczech Federalny Urząd Statystyczny oszacował w 2018 r., że około 13,3% powierzchni zurbanizowanych Niemiec było wykorzystywane jako przestrzeń osadnicza i transportowa. Dotyczy to obszarów mieszkalnych, handlowych, przemysłowych, obszarów komunikacyjnych, takich jak ulice i parkingi, a także terenów rekreacyjnych i rekreacyjnych.

Na arenie międzynarodowej istnieją różnice między różnymi krajami i miastami. Na przykład w niektórych silnie zurbanizowanych krajach, takich jak Singapur, wskaźnik nieprzepuszczalności jest bardzo wysoki i obejmuje ponad 90% obszaru nieprzepuszczalnego ze względu na ograniczone zasoby gruntów. Inne miasta, takie jak Amsterdam w Holandii, postawiły sobie za cel zmniejszenie ilości nieprzepuszczalnych powierzchni i utworzenie większej ilości terenów zielonych i siedlisk przyrodniczych.

Należy zauważyć, że wysoka nieprzepuszczalność może mieć negatywny wpływ na mikroklimat miejski, różnorodność biologiczną i jakość życia. Planowanie urbanistyczne i zrównoważony rozwój obszarów miejskich mają zatem ogromne znaczenie w celu ograniczenia zasklepiania i zwiększenia udziału terenów zielonych.

Urbanizacja – rozwój globalny

Urbanizacja odnosi się do procesu koncentracji ludności i rosnącego rozwoju miast. Odnosi się do przejścia od społeczeństwa w przeważającej mierze wiejskiego do takiego, w którym większość ludzi żyje w miastach. Urbanizacji towarzyszą różnorodne zmiany społeczne, gospodarcze i przestrzenne.

W miarę postępu urbanizacji ludzie migrują z obszarów wiejskich do miast w poszukiwaniu lepszego zatrudnienia, edukacji i warunków życia. Proces ten jest często napędzany industrializacją i rozwojem gospodarczym kraju lub regionu. Miasta zapewniają dostęp do różnorodnych usług, infrastruktury, udogodnień kulturalnych i możliwości interakcji społecznych.

Urbanizacja może jednak wiązać się także z wyzwaniami. Należą do nich wysoka gęstość zaludnienia, brak podaży mieszkań, zatory komunikacyjne, zanieczyszczenie środowiska, nierówności społeczne oraz problemy związane z infrastrukturą i mediami.

Urbanizacja to trend globalny, który można zaobserwować w wielu częściach świata. Szczególnie w krajach wschodzących i rozwijających się urbanizacja często wiąże się z szybkim wzrostem liczby ludności, co oznacza, że ​​miasta stoją przed wyzwaniami w zakresie zapewniania infrastruktury i usług.

Zrównoważona urbanizacja obejmuje planowanie i rozwój miast w celu poprawy jakości życia mieszkańców, efektywnego wykorzystania zasobów, minimalizacji wpływu na środowisko i promowania sprawiedliwości społecznej.

Dalsze skutki urbanizacji: Miejskie wyspy ciepła (UHI)

Nadaje się do:

• Unikanie miejskich wysp ciepła dzięki zastosowaniu paneli fotowoltaicznych przy jednoczesnym wytwarzaniu energii elektrycznej

• Inteligentne miasta – rozwiązanie na megaurbanizację?
• Rozwój miast – jak Japonia wyznacza kurs na przyszłość

Aby zaopatrzyć Niemcy w 100% energię słoneczną, wymagana jest określona moc zainstalowana w gigawatach szczytowych (GWp). Dokładna kwota zależy od kilku czynników, takich jak zużycie energii elektrycznej, wydajność systemów fotowoltaicznych i średnie promieniowanie słoneczne w różnych regionach Niemiec.

Trudno jest podać dokładne wskazanie liczby GWp wymaganej do pokrycia całego zapotrzebowania Niemiec na energię elektryczną za pomocą energii słonecznej, ponieważ zużycie energii elektrycznej może zmieniać się w czasie i należy wziąć pod uwagę także inne czynniki.

Według badania Instytutu Fraunhofera ds. Systemów Energii Słonecznej z 2018 r. do pokrycia całkowitego zapotrzebowania na energię elektryczną w Niemczech wymagana byłaby obszarowa produkcja energii elektrycznej za pomocą fotowoltaiki o mocy około 400–500 GWp.

Należy jednak zauważyć, że jest to przybliżony szacunek i że dokładne zapotrzebowanie na GWp może zmieniać się w czasie w miarę ewolucji technologii, efektywności energetycznej i zużycia energii elektrycznej. Możliwe jest również, że inne odnawialne źródła energii, takie jak energia wiatrowa lub wodna, w połączeniu z energią słoneczną, mogłyby pomóc w zaspokojeniu ogólnego zapotrzebowania.

Aby z grubsza oszacować wymaganą powierzchnię, można założyć średnią moc wyjściową wynoszącą 5 watów na metr kwadratowy. Oznacza to, że do uzyskania mocy 400 GWp może być potrzebnych aż do 80 000 kilometrów kwadratowych (80 000 000 000 metrów kwadratowych) powierzchni.

Należy jednak pamiętać, że jest to uproszczona kalkulacja i należy wziąć pod uwagę inne czynniki, takie jak postęp techniczny w systemach fotowoltaicznych, rozwój technologii magazynowania i optymalizacja efektywności energetycznej. Dokładny obszar może zatem ulec zmianie w zależności od rozwoju technologii i ogólnych warunków.

Statystyki obrazują rozwój obszarów osadniczych i komunikacyjnych w Niemczech w latach 1992-2021. Dostarczają informacji o rosnącej ekspansji tych obszarów we wspomnianym okresie. W 2021 r. powierzchnia obszarów osadniczych i komunikacyjnych w Niemczech wyniosła około 51 813 km². W 2020 r. obszary osadnicze stanowiły około 9,4% całkowitej powierzchni gruntów.

Obszar pod zasiedlenie i transport w Niemczech do 2021 r. - Zdjęcie: Xpert.Digital

Postępująca urbanizacja i wzrost liczby ludności doprowadziły do ​​zwiększonego zapotrzebowania na obszary zamieszkałe. Tereny mieszkalne, handlowe, przemysłowe oraz infrastruktura transportowa, taka jak drogi i parkingi, zajmują znaczną część całkowitej powierzchni Niemiec.

Rozwój ten ma jednak wpływ również na siedliska przyrodnicze, grunty rolne i obszary cenne ekologicznie. Ochrona tych zasobów ma ogromne znaczenie w celu zachowania różnorodności biologicznej i minimalizacji śladu ekologicznego obszarów osadniczych i komunikacyjnych.

Zrównoważone planowanie urbanistyczne i efektywne wykorzystanie dostępnej przestrzeni mają kluczowe znaczenie dla ograniczenia negatywnych konsekwencji rosnącego uszczelnienia. Koncepcje takie jak zagospodarowanie wnętrz, promocja zielonej infrastruktury i rewitalizacja terenów zdegradowanych mogą pomóc w ograniczeniu zużycia gruntów, tworząc jednocześnie przyjazne środowisko do życia dla ludności.

Należy zwracać uwagę na rozwój obszarów osadniczych i komunikacyjnych oraz podejmować działania mające na celu znalezienie równowagi pomiędzy rozwojem miast a ochroną zasobów naturalnych.

Obszar osadnictwa i ruchu (w km²) w Niemczech od 1992 r. do 2021 r. (data referencyjna: 31 grudnia)

• 1992 – 40 305 km²
• 1996 – 42 052 km²
• 2000 – 43 939 km²
• 2001 – 44 381 km²
• 2002 – 44 780 km²
• 2003 – 45 141 km²
• 2004 – 45 621 km²
• 2005 – 46 050 km²
• 2006 – 46 436 km²
• 2007 – 46 789 km²
• 2008 – 47 137 km²
• 2009 – 47 422 km²
• 2010 – 47 702 km²
• 2011 – 48 133 km²
• 2012 – 48 368 km²
• 2013 – 48 597 km²
• 2014 – 48 910 km²
• 2015 – 49 066 km²
• 2016 – 50 799 km²
• 2017 – 51 032 km²
• 2018 – 51 315 km²
• 2019 – 51 489 km²
• 2020 – 51 693 km²
• 2021 – 51 813 km²

W 2018 r. żaden kraj związkowy nie miał tak wysokiego odsetka obszarów zamkniętych jak Berlin. Aż 34,64 procent całkowitej powierzchni stolicy stanowiły zamknięte obszary mieszkalne i komunikacyjne. Pozostałe dwa miasta-miasta, Hamburg i Brema, posiadały odpowiednio 29,13% i 28,1% zamkniętych obszarów osadniczych i komunikacyjnych. Trzynaście państw terytorialnych podążyło za nimi w znacznej odległości, ale wykazało znaczne różnice. Na przykład w Nadrenii Północnej-Westfalii 10,8% całkowitej powierzchni stanowiły zamknięte obszary osadnicze i komunikacyjne, podczas gdy w Meklemburgii-Pomorzu Przednim było to zaledwie 3,51%.

Udział zamkniętych i niezamkniętych obszarów zabudowanych i komunikacyjnych (SuV) w całkowitej powierzchni krajów związkowych w Niemczech w 2018 r. - Zdjęcie: Xpert.Digital

Zasklepianie obszarów ma daleko idące skutki, zarówno ekologiczne, jak i hydrologiczne. Z jednej strony w wyniku zasklepiania dochodzi do utraty żyznej gleby, co ma negatywny wpływ na użytkowanie rolnicze i jakość gleby. Stanowi to wyzwanie dla produkcji żywności i ochrony różnorodności biologicznej.

Z drugiej strony zwiększenie uszczelnienia jest istotnym czynnikiem powstawania powodzi i zwiększa ryzyko ich wystąpienia. Ponieważ na zasklepionych glebach opady atmosferyczne nie mogą wsiąkać, woda gromadzi się w innych miejscach, co powoduje wzrost ilości wody w kanałach i drogach wodnych. Ma to negatywne konsekwencje dla infrastruktury, środowiska i bezpieczeństwa dotkniętych obszarów.

Dlatego bardzo ważne jest podjęcie działań mających na celu zmniejszenie uszczelniania powierzchni miejskich wysp ciepła Zrównoważone planowanie urbanistyczne, promowanie terenów zielonych, przekształcanie obszarów zamkniętych w przestrzenie zielone i otwarte oraz wdrażanie skutecznych systemów zarządzania wodami opadowymi mają kluczowe znaczenie, aby przeciwdziałać negatywnym konsekwencjom zasklepiania i tworzyć odporne i nadające się do życia środowisko.

Część uszczelnionego obszaru SuV

• Berlin – 34,64%
• Hamburg – 29,13%
• Brema – 28,10 w %
• Nadrenia Północna-Westfalia – 10,80%
• Saara – 10,11%
• Hesja – 7,49%
• Badenia-Wirtembergia – 6,81%
• Dolna Saksonia – 6,64%
• Nadrenia-Palatynat – 6,50%
• Saksonia – 6,43%
• Szlezwik-Holsztyn – 6,02%
• Bawaria – 5,64%
• Turyngia – 4,96%
• Brandenburgia – 4,65%
• Saksonia-Anhalt – 4,62%
• Meklemburgia-Pomorze Przednie – 3,52%

Część nieuszczelnionego obszaru SuV

• Berlin – 35,91%
• Hamburg – 29,83%
• Brema – 28,32%
• Nadrenia Północna-Westfalia – 12,78%
• Saara – 11,49%
• Hesja – 8,65%
• Badenia-Wirtembergia – 7,99%
• Dolna Saksonia – 7,89%
• Nadrenia-Palatynat – 8,08%
• Saksonia – 8,16%
• Szlezwik-Holsztyn – 7,36%
• Bawaria – 6,65%
• Turyngia – 7 w %
• Brandenburgia – 5,85%
• Saksonia-Anhalt – 6,90%
• Meklemburgia-Pomorze Przednie – 5,04%

Roślinność zajmuje większość powierzchni Niemiec i na koniec 2020 r. stanowiła ponad 83 procent całkowitej powierzchni. Dotyczy to różnych rodzajów użytkowania gruntów, w tym gruntów rolnych. W rzeczywistości nieco ponad połowa całkowitej powierzchni gruntów w Niemczech jest wykorzystywana do celów rolniczych.

Rozkład powierzchni użytkowej w Niemczech według rodzaju użytkowania w 2020 r. - Zdjęcie: Xpert.Digital

W 2020 r. obszary osadnicze zajmowały około 9,4 proc. ogólnej powierzchni gruntów. Obejmuje to obszary miejskie, obszary mieszkalne, obszary komercyjne oraz infrastrukturę, taką jak drogi i parkingi. Zwiększająca się powierzchnia osadnictwa jest efektem urbanizacji i wzrostu liczby ludności.

Rozkład użytkowania gruntów wpływa na różne aspekty, w tym na rolnictwo, ochronę przyrody i środowisko. Zrównoważone użytkowanie gruntów ma kluczowe znaczenie dla ochrony zasobów naturalnych, zachowania różnorodności biologicznej i minimalizacji wpływu obszarów osadniczych na środowisko.

Aby promować zrównoważony rozwój, ważne jest rozważenie równowagi pomiędzy obszarami roślinnymi, użytkowaniem rolniczym i obszarami zasiedlonymi. Wymaga to efektywnego wykorzystania gruntów rolnych, promowania obszarów kompensacji ekologicznej na terenach zabudowanych oraz wdrożenia działań zapewniających zachowanie integralności ekologicznej gleby. Odpowiedzialnie wykorzystując grunty, możemy zapewnić długoterminowy stan zdrowia naszego środowiska i społeczności.

Rodzaje wykorzystania powierzchni w Niemczech 2020

Roślinność – 83,30 w %

• w tym: użytki rolne – 50,60 w %
• w tym: powierzchnia leśna – 29,80 w %
• poniżej: rośliny drzewiaste – 1,20%
• poniżej: wrzos – 0,20%
• poniżej: Moor – 0,20%
• poniżej: studzienka – 0,10%
• w tym: nieużytki, bez roślinności – 1,10%

Rozliczenie – 9,40 w %

• w tym: powierzchnia zabudowy mieszkalnej – 3,90 w %
• w tym: powierzchnia przemysłowo-handlowa – 1,70%
• w tym: tereny sportowo-rekreacyjno-rekreacyjne – 0 w %
• poniżej: Cmentarz – 0 w %
• w tym: górnictwo odkrywkowe, kopalnia, kamieniołom – 0,40%
• w tym: działalność górnicza – 1,20 w %
• poniżej: zapas – 0,50%
• poniżej: Powierzchnia o specjalnym charakterze funkcjonalnym – 1,50 w %
• poniżej: powierzchnia wielofunkcyjna – 0,10%

Ruch – 5,10%

• w tym: ruch drogowy – 2,60%
• poniżej: Dystans – 1,90 w %
• poniżej: miejsce – 0,10 w %
• w tym: ruch kolejowy – 0,30%
• w tym: ruch lotniczy – 0,10%
• w tym: ruch żeglugowy – 0 w %

Wody – 2,30%

• w tym: rzeki – 1%
• poniżej: woda stojąca – 0 w %
• w tym: basen portowy – 1,20 w %
• poniżej: morze – 0,10%

W latach 1992–2018 odsetek zamkniętych obszarów osadniczych i komunikacyjnych w Niemczech wzrósł z 5,18% do 6,47%. Oznacza to, że w tym okresie nastąpił wzrost o 4622 kilometrów kwadratowych, czyli około 178 kilometrów kwadratowych rocznie. Jednocześnie w tym samym stopniu zwiększyła się nieuszczelniona powierzchnia zabudowy i ruchu z 6,31 proc. do 7,88 proc. W 2018 r. całkowite obszary osadnicze i komunikacyjne stanowiły 14,35% całkowitej powierzchni Niemiec.

Zamknięte i niezamknięte obszary osadnicze i komunikacyjne w Niemczech - Zdjęcie: Xpert.Digital

Udział zamkniętych i nieuszczelnionych obszarów zabudowanych i komunikacyjnych (SuV) w ogólnej powierzchni Niemiec w latach 1992 i 2018

Część uszczelnionego obszaru SuV

• 1992 5,18 w %
• 2018 6,47 w %

Część nieuszczelnionego obszaru SuV

• 1992 6,31 w %
• 2018 7,88 w %

Jeśli planowana jest wiata lub garaż prefabrykowany, Xpert.Solar można kompetentnie i kompleksowo wykorzystać do jego realizacji.

Xpert.Solar oferuje kompetentną i kompleksową realizację systemów fotowoltaicznych w wiatach samochodowych i garażach prefabrykowanych. Firma specjalizuje się w planowaniu, montażu i konserwacji systemów fotowoltaicznych i ściśle współpracuje z klientami w celu znalezienia indywidualnych rozwiązań. Dzięki Xpert.Solar klienci mogą być pewni, że ich systemy fotowoltaiczne zostaną profesjonalnie zaplanowane i zainstalowane oraz że mogą uzyskać maksymalne korzyści ze swoich inwestycji.

Ponieważ ekspertom zajmującym się energią słoneczną brakuje wiedzy na temat podkonstrukcji wiaty samochodowej, a ekspertom podkonstrukcji wiaty samochodowej brakuje wiedzy na temat fotowoltaiki, Xpert.Solar i jego partnerzy oferują wszystko, od instalacji prądu stałego po prąd przemienny, w zależności od potrzeb/implementacji prądu stałego.

W przypadku dużych systemów wiat solarnych Xpert.Solar zapewnia doradztwo i planowanie wraz ze swoimi partnerami oraz wieloletnim doświadczeniem.

Bezpłatny planer wiat i tarasów słonecznych dla firm budowlanych, elektrycznych i inżynierów zajmujących się instalacjami fotowoltaicznymi - Zdjęcie: Xpert.Digital

Więcej na ten temat tutaj:

• White Label Solar Planner: bezpłatne narzędzie do planowania wiat słonecznych i tarasów słonecznych dla firm budowlanych, elektrycznych i inżynierów zajmujących się energią słoneczną