петак, 27. мај 2016.

STAKLENE FASADE SA UGRAĐENIM FOTOVOLTAŽNIM ĆELIJAMA


 UVOD 


Zgrade su jedni od većih potrošača energije i veliki emiteri CO2. Njima treba velika količina toplotne energije za grejanje tokom zime, ali i za hlađenje tokom leta (malo je poznato da bi se ohladila neka prostorija za 10ºC potrebno je potrošiti duplo više energije nego zagrejati istu za 10ºC). Energija je skupa, i treba je trošiti efikasno. Fasade na zgradama su važan deo kompeleksne jednačine u energetskoj efikasnosti zgrada (u kojoj su još i stolarija, grejanje, izolacija krova), pošto one definišu izgled zgrade više nego druge komponente.


STAKLO I STAKLENE FASADE

glass panels
"Pametna fasada"
Staklo je postalo popularno poslednjih godina kao materijal od kojeg se može izraditi fasada. One je estetski lepo i otporno na vodu, štiti od buke, omogućava raznovrsnost dizajna, montaža je relativno jednostavna, male je težine i ima veliku prozračnost. Zbog toga ima sve više zgrada sa staklenim fasadama. Ali one imaju i „ahilovu tetivu“. Zgrade koje su pod velikim staklenim površinama se vrlo brzo zagrevaju (i pregrevaju), zato što sa sunčevom zracima ulazi i topotna energija. Time naravno rastu troškovi za rashlađivanje.  Teži se tome da fasade budu što je moguće više energetski efikasnije,  koriste se specijalna izolaociona stakla , ali mogućnosti ovih stakala su dostigli neki limit, i potrebna su neka nova rešenja.


FASADE SA INTEGRISANIM FOTOVOLTAŽNIM ĆELIJAMA

A to novo rešenje je integracija fotovoltažnih (FV) ćelija u staklene fasade zgrada, sa zadatkom da smanje potrošnju energije. Da pojasnimo, ove fasade proiyvode struju, koja se koristi za potrebe zgrada. Ali odmah da podvučemo da PV ćelije služe ne samo za dobivanje energije, nego i kao elementi koji štite od sunca i uopšte ne smanjuju sve one zahteve koje se postavljaju ispred klasičnih fasada. U tom smeru se ide i korak dalje, ovi sistemi nude bezbroj mogućnosti za nova reešnja u dizajnu i izgledu, i omogućavaju projektnu specifikaciju i optmizaciju fizičkih osobina zgrada, što koje „stare“ fasade ni mogu da postignu. Tamo gde PV sistemi nemaju opravdanost sa energetske tačke gledišta, mogu da imaju estetsku ulogu.

image og PV cells
Princip rada PV sistema koji su ugrađeni u fasadi

OSOBINE I VRSTE FOTOVOLTAŽNIH ĆELIJA


image of glass fasadeBroj FV ćelija na staklenoj fasadi može da varira. Izrađuju se u različitim dimenzijama, oblicima i bojama: visoko-efikasne plavo-crne standardne ćelije, ćelije u zelenoj, sivoj, srebrenoj, zlatnoj boji, itd. Pri njihovoj proizvodnji koristi se kompjuterska trodimenzionalna simulacija kako bi se postigla njihova optimalna interna povezanost.
  
Posebna pažnja se  posvećuje delovima prostorija koji su delimično osvetljeni. Zatamljene oblasti se mogu uočiti na početku tako da mogu imati svoja integrisana električna kola da bi se na taj način smanjili gubici u sistemu.
Još više mogućnosti se dobija kada se iskombinuju difuzni svetlosni slojevi koji skreću dolazeće svetlo i dopuštaju stvaranje senki. Na ovaj način sunčevi zraci prodiru dublje u prostoriju i usmeravaju senke sa PV elemenata, tako da ne postoji njihova refleksija u unutrašnjost.
Da bi se izbeglo stvaranje senki od PV ćelija na podu, koriste se dodatni svetlosno-difuzni materijali. Time se postiže da svetlost koja ulazi u prostoriji nije blještava, pošto je 100% difuzna.
Postoje i sistemi gde su PV ćelije integrisani u udubljenjima  na staklenoj fasadi, gde se postiže veća količina prolaska dnevne svetlosti.


ZAKLJUČAK

image of glass fasade
staklena fasada
Dizajn fasade igra glavnu ulogu u energetskoj efikasnosti kao i usmanjivanju „ekološkog otiska“ tj. smanjivanja emisije CO2. Dva građevinska projekta nikada nisu isti zato što svaki postavlja svoje posebne i specifične zahteve, na koje arhitekti i dizajneri moraju da odgovore. Prioritet se daje individualnoj adaptaciji svake zgrade i željama korisnika. Staklene fasade sa integrisanim fotovoltažnim ćelijama nisu neka daleka budućnost, one se već koriste u razvijenim zemljama, i polako će osvojiti svetska tržišta pa i ovo naše. Razlog je taj što one ne samo što smanjuju energetskih troškove preko toplotne izolacije, nego i proizvode energiju preko kombinacija fotovoltažne tehnologije i stakla. Naravno, istovremenu zadržavaju svoju osnovnu ulogu, a to je zaštita i lep izgled objekta.