Una delle tecnologie di energia rinnovabile più promettenti è la tecnologia fotovoltaica. Il fotovoltaico (PV) è un mezzo davvero elegante per produrre elettricità in loco, direttamente dal sole, senza preoccuparsi della fornitura di energia o dei danni ambientali. Questi dispositivi a stato solido generano semplicemente elettricità dalla luce solare, in modo silenzioso, senza manutenzione, senza inquinamento e senza consumo di materiali.
Tradizionalmente, il fotovoltaico è montato sul tetto di un edificio, denominato fotovoltaico applicato all’edificio. Ma sempre più architetti stanno imparando come incorporare anche celle e moduli solari in elementi come facciate continue, tegole e ringhiere note come fotovoltaico integrato negli edifici (BIPV).
Il fotovoltaico integrato negli edifici (BIPV) è materiali fotovoltaici utilizzati per sostituire i materiali da costruzione convenzionali in parti dell'involucro dell'edificio come il tetto, i lucernari o le facciate.
Servendo contemporaneamente come materiale dell'involucro edilizio e generatore di energia, Sistemi BIPV può consentire risparmi sui materiali e sui costi dell’elettricità, ridurre l’uso di combustibili fossili e le emissioni di gas che riducono lo strato di ozono e aggiungere interesse architettonico all’edificio.
Building Integrated Photovoltaics (BIPV) è l'integrazione del fotovoltaico (PV) nell'involucro dell'edificio. IL Moduli fotovoltaici svolgono la duplice funzione di rivestimento dell’edificio, in sostituzione dei materiali convenzionali dell’involucro edilizio, e di generatore di energia.
1、I moduli fotovoltaici (che potrebbero essere a film sottile o cristallini, trasparenti, semitrasparenti o opachi);
2、Un regolatore di carica, per regolare la potenza in entrata e in uscita dal banco di accumulo della batteria (nei sistemi off-grid);
3、Un sistema di accumulo dell'energia, generalmente costituito dalla rete di servizio nei sistemi interattivi di servizio o da un numero di batterie nei sistemi off-grid;
4、Apparecchiature per la conversione della potenza, compreso un inverter per convertire la potenza CC dei moduli fotovoltaici in CA compatibile con la rete pubblica;
5、Alimentatori di riserva come generatori diesel (opzionali, tipicamente impiegati in sistemi off-grid); supporto e hardware di montaggio, cablaggio e sezionatori di sicurezza adeguati.
I sistemi BIPV possono essere interfacciati con la rete pubblica disponibile oppure possono essere progettati come sistemi autonomi e off-grid.
Il fotovoltaico integrato nell'edificio (BIPV) ha un duplice scopo: funge sia da strato esterno di una struttura che da generazione di elettricità per l'uso in loco o per l'esportazione nella rete pubblica. I sistemi BIPV possono consentire risparmi sui materiali e sui costi dell’elettricità, ridurre l’inquinamento e aumentare il fascino architettonico di un edificio. Sebbene possano essere aggiunti a una struttura come ristrutturazione, il valore maggiore per i sistemi BIPV si ottiene includendoli nella progettazione iniziale dell'edificio. Sostituendo il fotovoltaico con materiali standard durante la costruzione iniziale, i costruttori possono ridurre il costo incrementale dei sistemi fotovoltaici ed eliminare costi e problemi di progettazione per sistemi di montaggio separati.
Di seguito sono riportate alcune applicazioni per la progettazione del fotovoltaico integrato negli edifici (BIPV).
Uno dei punti più facili da cui iniziare per un’implementazione su larga scala del BIPV è nelle tegole in ceramica o argilla. In queste applicazioni, il materiale fotovoltaico sostituisce il materiale di copertura o, in alcuni casi, il tetto stesso. Alcune aziende offrono un tetto solare integrato in un unico pezzo realizzato con vetro laminato; altri offrono “tegole” solari che possono essere montate al posto delle normali tegole del tetto.
Ci sono alcune opzioni disponibili per determinare cosa fare con il tuo fotovoltaico in sezioni dell'edificio oltre al tetto. Questi sono spiegati approssimativamente di seguito.
Le pareti perfettamente verticali, ovviamente, non ricevono la stessa radiazione solare dei tetti inclinati o orizzontali, ma ne ricevono una certa, soprattutto se l'edificio si trova alle latitudini più elevate, dove il sole invernale arriva ad angoli bassi. Sono disponibili moduli “perforati” che cattureranno una porzione di luce per la produzione di elettricità nelle celle, consentendo contemporaneamente a parte della luce di trasfondersi nell’edificio.
Alcuni edifici incorporano tale rivestimento per scopi estetici oltre che per il controllo del clima. Se i pannelli fossero, proprio come le finestre, in grado di aprirsi e chiudersi, potrebbero svolgere un ruolo diretto nel controllo del clima dell’edificio, avendo allo stesso tempo spazio sufficiente per mantenersi freschi e quindi funzionare in modo efficiente.
Le tende solari sono vantaggiose in quanto possono tenere lontani i raggi diretti indesiderati del sole dagli occhi mentre li assorbono per creare elettricità. L'angolazione delle tende da sole potrebbe essere eventualmente regolata per catturare/bloccare al meglio i raggi del sole a seconda della stagione.
Le finestre solari (vetri fotovoltaici) e i lucernari hanno lo stesso scopo delle loro controparti ordinarie: far entrare la luce, ridurre l’abbagliamento e fungere da isolamento o mezzo per fornireventilazione all'interno di un edificio.
Come discusso in questo articolo, l'importanza del BIPV in architettura continuerà ad aumentare in futuro. Secondo i dati, il futuro per il mercato BIPV è luminoso.
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