تولید برق از طریق نما: به حداکثر رساندن بهره وری انرژی با ادغام سلول های خورشیدی در نمای ساختمان

Powering Up Through the Facade Maximizing Energy with Building Integrated Photovoltaics

اغلب مردم بر این باورند که یافتن راه حل های هوشمندانه برای مشکلات، نیازمند رویکردی خلاقانه و نگرشی متفاوت است. این فرضیه، به ایده ای پذیرفته شده در حوزه فن آوری تبدیل شده است که در آن پیشرفت های تاریخی متعددی از روش های نوآورانه حاصل شده اند. مثال های برجسته این موضوع در زمینه تولید برق شامل کشف اثر فتوولتائیک توسط ادموند بکرل در سال 1839 و توسعه اولین پنل خورشیدی تجاری توسط چارلز فریتز در اواخر همان قرن است. این نقاط عطف، امکان ادغام پنل های خورشیدی را به عنوان مولفه های  ضروری تولید انرژی پاک در معماری ممکن کرده است و تغییر قابل توجهی را به سمت انرژی های تجدیدپذیر به وجود آورده است.

این تغییر در حال حاضر خود را به عنوان نقطه اوج بین تولید برق و محیط ساخت دست بشر نشان داده است. تغییری که تفکر خلاق را ترویج، و دیدگاه‌های جدید را تشویق می‌کند تا آشکار شوند. امروزه، تولید انرژی پایدار فراتر از نصب صرف پنل های خورشیدی بر روی پشت بام ها است. هدف تولید انرژی پایدار، ادغام عناصر مختلف ساختمان در سیستم انرژی است. راهکار ادغام پنل های فتوولتائیک در ساختمانِ شرکتِ ClearVue با استفاده از تقریباً تمام اجزای نما به عنوان منابع تولید برق، نمونه ای از این نوآوری است. این دیدگاه، فرصت های جدیدی را برای طراحی سازه های شهری باز می کند و رویکرد پایدارتری را ترویج می کند که با نیازهای معاصر همخوانی دارد.
 

این رویکرد، به انرژی خورشیدی اجازه می‌دهد تا از پشت بام‌ها فراتر رود و نیاز چالش برانگیز ادغام زیبایی‌شناختی در سازه‌ها است، از بین برود. اکنون می توان از سطوح مختلف ساختمان، از جمله پنجره ها، تیرهای جانبی، نرده ها و دیوارهای شیشه ای، انرژی تولید کرد. این کار راندمان انرژی را به حداکثر می‌رساند و فضای پشت بام‌ها را برای استفاده به عنوان باغ‌های شهری یا مناطق تفریحی آزاد می‌کند و فضاهای چند منظوره ایجاد می‌کند. علاوه بر این، این سیستم‌ها انسجام بصری طرح را حفظ می‌کنند و بافت‌هایی مانند سنگ، آجر، چوب یا فلز و گزینه‌های رنگی را در طرح‌های مختلف ساماندهی می‌کنند و به ادغام هماهنگ ساختمان با محیط شهری کمک می‌کنند.
 

به دنبال این پیشرفت ها، پرداختن به اتلاف انرژی و ناکارآمدی حرارتی مرتبط با سطوح شیشه ای، موضوع بسیار مهمی است. به کارگیری راه حل هایی مانند پنجره های خورشیدی می تواند منجر به دگرگونی های قابل توجهی شود. این پنجره ها انرژی تولید می کنند و در عین حال ضریب افزایش حرارت خورشیدی پایینو مزایای حرارتی اضافی را ارائه می دهند که بار مصرف خنک کننده را کاهش می دهد. در نتیجه، ساختمان‌ها می‌توانند نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل کنند و با کاهش مصرف برق کار کنند و در عین حال بخشی از انرژی مورد نیاز خود را تولید کنند و از این طریق پایداری بیشتری در استفاده از منابع ایجاد کنند.
 

با ساخت و ساز بر مبنای این راه حل، به کارگیری اجزای ساختمانی مانند شیشه های نما، تیرهای جانبی، روکش نما، نرده و نورگیر می‌تواند یک پوشش خورشیدی واقعی ایجاد کند و ما را به هدف دستیابی به انرژی خالص صفر تا سال 2050 نزدیک‌تر کند. راهکار ادغام پنل های فتوولتائیک در ساختمانِ شرکتِ ClearVue، مدل‌های ساختمانی را در مناطق مختلف توسعه داده است که نشان می‌دهد یک پوشش خورشیدی می‌تواند مصرف انرژی را جبران کند. این مدل‌ها نشان می‌دهند که ساختمان‌ها می‌توانند بین 63 تا 103 درصد از انرژی مورد نیاز برای عملکرد خود را تولید کنند، که نشان‌دهنده پیشرفت قابل‌توجهی به سمت خودکفایی انرژی است.

با توجه به روند شناسایی شده توسط شرکت ClearVueدر رابطه با کاهش تدریجی نسبتِ پنجره به دیواردر این بخش، که از 70٪ به 60٪ یا حتی 50٪ کاهش می یابد، این کار به طور ویژه ای با محدود کردن تلفات انرژی از طریق شیشه ها مرتبط است. با این حال، اگر راهکار ادغام پنل های فتوولتائیک در ساختمانِ شرکتِ ClearVue اجرایی شود، ممکن است این کاهش ها دیگر ضروری نباشد. این ترکیب (یعنی ترکیب نما با پنل های فتوولتائیک)، نه تنها نور طبیعی و زیبایی‌شناسی معماری را حفظ می‌کند، بلکه فضاهای داخلی را قادر می‌سازد تا از نور کافی و در عین حال به حداقل رساندن مصرف انرژی بهره‌مند شوند.
 

این راهکار ادغام پنل های فتوولتائیک در ساختمانِ شرکتِ ClearVue را در سراسر جهان می‌توان در پروژه‌هایی مانند آتریوم مرکز خرید وارویک و گلخانه آکوا ایگنیس سندای در ژاپن مشاهده کرد که از فناوری سلول‌ های خورشیدی نیمه ‌شفاف برای بهینه‌سازی تولید انرژی و در عین حال افزایش توانایی گلخانه در رشد گیاهان استفاده می‌کند. نمونه قابل توجه دیگر مرکز آموزش و سلامتی CFMEU در استرالیا است که گواهینامه 5 ستاره ساختمان سبزو رتبه طلایی گواهینامه ساختمانی  WELL را دریافت کرده است. این تأسیسات توانایی ادغام یکپارچه فناوری خورشیدی در نمای ساختمان را به نمایش می گذارد که به کارایی انرژی و پایداری آن کمک می کند.

اجرای این سیستم ها نه تنها بهره وری انرژی را بهبود می بخشد، بلکه تصور و نحوه طراحی محیط زندگی ما را نیز متحول می کند. این تکامل نشان‌دهنده تغییر در استراتژی‌های طراحی مبتنی بر پایداری است که ساختمان‌ها را از پناهگاه‌های صرف به دارایی‌های ارزشمندی تبدیل می‌کند که به کاهش اثرات زیست‌محیطی و تولید انرژی پاک کمک می‌کنند. با پرورش محیطی نوآورانه که به کارگیری انرژی خورشیدی را در اولویت قرار می دهد، آینده ای پدیدار می شود که در آن هر سازه نقش فعال تری در پرداختن به چالش های معاصر ایفا می کند.

افراد دارای مهارت در این زمینه

در صورتی که در این زمینه تخصص یا مهارتی دارید، پس از ثبت نام در سایت و تکمیل فرم مشخصات شخصی ، پروفایل خود را به لیست زیر اضافه نمایید .