BIPV w Centrum Wystawienniczo-Kongresowym w Jasionce

Szczegóły: Kategoria: Wydanie 3/2015; Opublikowano: 07 marzec 2015

10 lipca 2014 r. firma RECONAL wraz z konsorcjum KarpatBUD i BEST Construction zaprezentowała analizę na temat możliwości zastosowania fotowoltaiki na budynku Centrum Wystawienniczo-Kongresowego w Jasionce. Temat był bardzo ciekawy, bo byłaby to jedna z pierwszych w Polsce integracji fotowoltaiki na budynku w kształcie kopuły.

Rys. 1. Możliwości integracji fotowoltaiki w budownictwie

Budynek CWK ma bardzo nowoczesną architekturę, składa się z przeszklonej kopuły o powierzchnii 3500 m² oraz mniejszej kopuły o powierzchni 550 m². Ze względu na doskonałą lokalizację, 500 m od portu lotniczego Jasionka, będzie on stanowił doskonałą wizytówkę regionu i miasta Rzeszów. Warto dlatego zadbać również o funkcjonalność, nowoczesność i walory użytkowe realizowanych rozwiązań, które powinny stanowić awangardę techniczną i wytyczać nowe trendy w budownictwie zrównoważonym.

BIPV (ang. Building Integrated PhotoVoltaic) polega na zastąpieniu standardowych materiałów używanych w budownictwie, tj. szkło, blacha, okładziny elewacyjnyjne, modułami fotowoltaicznymi. BIPV może być zastosowane w różnych częściach budynku, począwszy od podłóg, skończywszy na świetlikach dachowych, dachach itp.

Ze względu na optymalne ustawienie kopuł do słońca, brak zacienień oraz wartość nasłonecznienia sięgajacą 1115 kWh/m², która jest jedną z wyższych w naszym kraju, zostało zaproponowane rozwiązanie polegające na zastosowaniu szyb zespolonych z modułami fotowoltaicznymi. Moduły fotowoltaiczne zastępowałyby tradycyjne selektywne szkło, bez zmiany formy przeszkleń i obciążenia konstrukcji.

2015 03 20 2

Rys. 2. Wizualizacja CWK od strony północnej (źródło: RARR)

Przeprowadzona analiza wskazuje, że w okresie wiosna-lato-jesień ogniwa fotowoltaiczne będą stanowić skuteczny sposób częściowego zacienienia powłoki kopuły. Zmniejszyłoby to istotnie ilość energii cieplnej przenikającej do kubatury przez szkło selektywne i znacznie obniżyłoby koszt eksploatacji urządzeń klimatycznych, które zasilałaby energia elektryczna pozyskana z modułów fotowoltaicznych.

Kluczową rzeczą w przypadku promieniowania słonecznego jest wybranie technologii, która maksymalnie wykorzysta istniejące w danej lokalizacji promieniowanie słoneczne. Dla Rzeszowa zaproponowano rozwiązanie opierające się na modułach na bazie ogniw z krzemu monokrystalicznego. Ogniwa zostałyby tak ułożone, aby zacienić ok. 60% powierzchni szyby, przepuszczając do wnętrza tylko 40% światła. Zaproponowano umieszczenie szkła fotowoltaicznego w sześciu pasach kopuły, gdzie kąt nachylenia do słońca jest najbardziej optymalny.

2015 03 21 1

Rys. 3. Wizualizacja z wnętrza dużej kopuły z zastosowaniem szyb fotowoltaicznych o przezierności 40% (RECONAL)

(...)

Korzyści z integracji fotowoltaiki na Centrum Wystawienniczo-Kongresowym:

Zacienienie poprzez ogniwa monokrystaliczne powierzchni kopuł i ograniczenie dopływu energii cieplnej do wnętrza kopuł (ochrona przed przegrzaniem).
Ograniczenie szkodliwego promieniowania IR i UV.
Bardzo duże oszczędności energii elektrycznej zużytej na klimatyzację i wentylację kubatury. Miesiące między kwietniem a październikiem są najbardziej efektywnym okresem dla fotowoltaiki, stąd idealnie nakłada się on na czas pracy urządzeń klimatyzacyjno-wentylacyjnych.
Wytworzenie darmowej energii elektrycznej, która przyczyniłaby się do zmniejszenia kosztów eksploatacji budynku.
Poprawa parametrów akustycznych, co może być istotne dla komfortu wewnątrz kopuły.
Nowoczesny wygląd i innowacyjność, która doskonale wpisuje się w trend wizerunkowy województwa podkarpackiego, zachowując przy tym bardzo dobre wskaźniki efektywności ekonomicznej.

2015 03 21 2

Rys. 4. Widok z zewnątrz na duża kopułę (RECONAL)

Na fotowoltaikę zintegrowaną z budynkiem (BIPV) nie powinno się patrzeć tylko przez pryzmat wygenerowanej energii elektrycznej. Dobrze zaprojektowana instalacja fotowoltaiczna oprócz generacji energii elektrycznej, może doskonale współpracować z systemem klimatyzacji budynku. Dopiero po uwzględnieniu wszystkich aspektów użycia fotowoltaiki, można sporządzić rzetelną prognozę zwrotu z inwestycji.

Fotowoltaika zintegrowana z budownictwem to dziś nie moda, lecz sposób na przetrwanie.

Sir Norman Foster

W przypadku CWK, zwrot poniesionych nakładów na instalację fotowoltaiczną, nastąpi w ciągu 11 lat, bez wsparcia z funduszy ekologicznych.

2015 03 21 3

Rys. 5. Wizualizacja z wnętrza małej kopuły z zastosowaniem szyb fotowoltaicznych o przezierności 40% (RECONAL)

W przyszłości tego typu rozwiązania będą stosowane w budownictwie. W maju 2010 r. Komisja Europejska przyjęła tzw. przekształconą Dyrektywę 2010/31/UE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków, która stawia zdecydowanie wyższe wymagania budynkom. Z końcem 2020 r. wszystkie nowe oraz istniejące, poddawane większej renowacji, budynki (budynki użyteczności publicznej już od 2018 r.) będą się charakteryzowały niemal zerowym zużyciem energii.

Paweł Bytnar
RECONAL

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacji: Świat Szkła 3/2015