استفاده از پنلهای خورشیدی در ساختمان، یک راهکار عملی و آیندهنگرانه است که علاوه بر کاهش هزینههای برق، افزایش استقلال انرژی و بهبود وضعیت محیط زیست را هم به ارمغان میآورد.
در این مطلب از ان سولار به بررسی گزینههای مختلف استفاده از پنلهای خورشیدی در نمای ساختمان خواهیم پرداخت، از امکانپذیری آن، مزایا و انواع پنلهای مناسب گرفته تا نحوه نصب و ادغام آنها در ساختمان؛ با زبانی ساده اما علمی، برای شما عزیزانی که دوست دارید از تکنولوژی به نفع منزل یا ساختمان خود بهره ببرید.
فهرست مطالب
آیا استفاده از پنل خورشیدی در ساختمان ممکن است؟
بله، استفاده از پنلهای خورشیدی در ساختمان، چه به شکلی سنتی روی بام و چه به صورت ادغام شده در نما، کاملا ممکن و در بسیاری از کشورها در حال اجراست. در ادامه، با بررسی عوامل کلیدی فنی و اقتصادی، نشان خواهیم داد چرا این گزینه برای ساختمانها رو به گسترش است.
امکان فنی
فناوری Building‑Integrated Photovoltaics (BIPV) به معنای ادغام ماژولهای خورشیدی در اجزای ساختمان مثل نما، بام یا پنجره است.
چند عامل فنی کلیدی در تحقق این امکان موثر هستند:
- تابش خورشید و شرایط اقلیمی: یکی از معیارهای اصلی برای امکانپذیری تابش نور خورشید است. مثلا در مطالعهای روی مناطق با تابش بالا، عملکرد BIPV از لحاظ انرژی، اقتصادی و محیطی ارزیابی شده است.
- ساختار ساختمان: وزن اضافی ناشی از پنل و سازه نگهدارنده، جهتگیری بام یا نما، سایهگیری یا موانع دید به خورشید، همگی مهم تلقی میشوند.
- نصب مناسب اینورتر، سیمکشی و اتصال به شبکه برق یا مصرف داخلی: اجرای خوب فنی نیاز است تا سیستم بتواند برق تولید کند و از نظر ایمنی نیز قابل قبول باشد.
امکان اقتصادی
در کنار جنبههای فنی، بحث اقتصادی به همان اندازه اهمیت دارد. چرا که اگر هزینهها خیلی بالا باشند یا بازگشت سرمایه دیر رخ دهد، پروژه از منظر اقتصادی جذاب نخواهد بود. البته مطالعات عمده نشان میدهند که در بسیاری از ساختمانها، صرفهجویی در مصرف برق، کاهش هزینهها و حتی درآمد فروش مازاد امکانپذیر است.
بهطور مثال، موسسه Fraunhofer ISE در آلمان تحلیل کرده است که میزان تابش خورشید، شرایط اقلیمی محلی، بار ساختاری و بهرهوری مورد انتظار، همگی باید در مطالعه امکانپذیری لحاظ شوند.
برای خرید پنل خورشیدی کلیک کنید.
مزایای استفاده از پنلهای خورشیدی در نمای ساختمان
استفاده از پنلهای خورشیدی در ساختمان یا نمای ساختمان، علاوه بر هدف اصلی تولید برق، مجموعهای از مزایای مهم را به دنبال دارد:
تولید برق در محل (On-site electricity generation)
وقتی پنلهای خورشیدی در نما یا بدنه ساختمان نصب میشوند، انرژی خورشیدی به صورت مستقیم در همان ساختمان تولید میشود، یعنی نیازی نیست برق از راه دور منتقل شود و تلفات انتقال کاهش مییابد. این یعنی هزینه برق کاهش پیدا کرده و ساختمان به سمت خودکفایی انرژی میرود.
صرفه جویی در هزینههای مصرف برق
با اینکه نصب اولیه هزینهبر است، اما به مرور زمان چون برق تولید میشود و نیاز به خرید از شبکه کمتر میشود، هزینههای انرژی ساختمان کاهش مییابد. بنابراین استفاده از پنلهای خورشیدی در نمای ساختمان یک سرمایهگذاری بلندمدت برای مالک ساختمان است.
بهبود ظاهر و ترکیب با نما (Aesthetic & architectural integration)
استفاده از پنلهای خورشیدی در نمای ساختمان این امکان را به شما میدهد که پنلها را به بخشی از معماری ساختمان تبدیل کنید و فقط یک قطعه اضافی نباشند. در ساختمانهایی که طراحی نما برایشان مهم است، این موضوع بسیار ارزشمند شمرده میشود.
کاهش اثرات محیطزیستی و گازهای گلخانهای
وقتی تولید برق به جای سوختهای فسیلی با انرژی خورشیدی انجام شود، میزان انتشار گازهای گلخانهای به شکل چشمگیری کاهش مییابد. در واقع، استفاده از پنلهای خورشیدی در ساختمان باعث میشود وابستگی به منابع آلاینده و تجدیدناپذیر کمتر شود. این موضوع برای کشورهایی مانند ایران، که هم به حفظ محیط زیست و هم به مدیریت منابع انرژی اهمیت میدهند، یک مزیت بزرگ و ارزشمند به شمار میآید.
بهبود عملکرد انرژی ساختمان (کاهش بار گرمایش یا سرمایش)
پنلهای خورشیدی که در نما نصب میشوند، به عنوان سایه بان عمل میکنند یا اینکه در پوشش ساختمان بهبود ایجاد میکنند؛ به این ترتیب بار سیستمهای گرمایش و سرمایش کاهش مییابد. مثلا زمانی که نمای ساختمان با پنل خورشیدی پوشیده شود، کاهش نفوذ حرارت یا تابش مستقیم خورشید رخ داده و در نتیجه مصرف انرژی برای تهویه کمتر میشود.
بهرهوری از فضاهای موجود
نما و بدنه ساختمان اغلب فضایی هستند که استفاده مفیدی از آنها به عنوان سطح تولید انرژی نمیشود. با ادغام پنلهای خورشیدی در نما، این فضاها به منظور تولید برق استفاده میشوند. این مزیت مخصوصا در محیط شهری با ساختمانهای مرتفع که فضای بام محدود است، اهمیت دارد.
افزایش ارزش ساختمان
ساختمانی که دارای سیستم تولید انرژی خورشیدی در نما باشد، از لحاظ مصرف انرژی پایین و پایداری محیطی وضعیت بهتری دارد و ارزش بالاتری در بازار خواهد داشت. برای مالک یا سرمایهگذار، این موضوع به عنوان یک نقطه قوت فروش و اجاره محسوب میشود.
برای خرید اینورتر خورشیدی کلیک کنید.
انواع پنلهای خورشیدی مناسب برای نمای ساختمان
در زمینه استفاده از پنلهای خورشیدی در ساختمان، انواع مختلفی از پنلها یا فناوریهای خورشیدی وجود دارد که در نما یا بدنه ساختمان نصب میشوند.
پنلهای خورشیدی کریستالی سیلیکون (Silicon crystalline PV)
این فناوری یکی از پرکاربردترینهاست. سلولهای خورشیدی از سیلیکون تک بلور یا چندبلور ساخته میشوند که بازده نسبتا بالایی دارند. در سیستمهای BIPV (ادغام شده در ساختمان) معمولا از این نوع استفاده میشود چون فناوری بالغتر است و عملکرد قابل اعتمادی دارد. به عنوان مثال در نمای ساختمان، میتوان پنلهای سیلیکونی را به صورت پوشش دیوار یا سقف نصب کرد و ضمن تولید برق، ظاهر نمای ساختمان را حفظ کرد.
فیلم نازک (Thin-film PV)
در این نوع، مواد نیمه هادی به صورت لایه نازک روی زیرلایهای قرار میگیرند. این فناوری در پنجرهها یا بخشهایی از نما که شفافیت یا ظاهر ویژه موردنظر است، کاربرد دارد (مثلا پنجره خورشیدی). مزیت آن این است که قابلیت تطبیق بیشتر با اشکال و اندازههای متفاوت دارد. مثلا بخشی از نمای شیشهای ساختمان از پنلهای فیلم نازک ساخته میشود که هم نورگیری دارند و هم برق تولید میکنند.
پنلهای شیشهای یا شفاف خورشیدی (Solar glass / Transparent/glazed PV)
این فناوری به طور خاص مناسب نمای ساختمان است چون جایگزین شیشههای نمای ساختمان شده و برق تولید میکند. یعنی نما هم کار عایق یا محافظ ساختمان را انجام میدهد و هم سلول خورشیدی است. به عنوان نمونه در نمای جنوبی ساختمان میتوان از شیشههای خورشیدی استفاده کرد که نور خورشید را میگیرند، برق تولید میکنند و در عین حال نمای زیبا دارند.
پنلهای ادغام شده در نما یا بدنه ساختمان (Facade-integrated PV / Cladding PV)
به این معنا که پنل خورشیدی به صورت قطعهای از پوشش خارجی ساختمان (نمای ساختمان) نصب میشود، مثلا به عنوان بخشی از دیوار خارجی یا پوشش بیرونی. این روش برای استفاده از پنلهای خورشیدی در نمای ساختمان بسیار کاربردی است چون فضای عمودی ساختمان را نیز به تولید انرژی اختصاص میدهد.
ترکیب نما و پوشش سقف (Roof & façade hybrid BIPV)
در بسیاری از پروژهها، ترکیبی از پنلهای خورشیدی در سقف و نمای ساختمان استفاده میشود تا بیشترین سطح ممکن از ساختمان به تولید انرژی خورشیدی اختصاص یابد. این رویکرد مناسب ساختمانهایی است که سقف محدود و نمای بزرگتری دارند.
بیشتر بخوانید: پنل خورشیدی چگونه برق تولید میکند؟
نحوه نصب و ادغام پنلهای خورشیدی در نمای ساختمان
نصب و ادغام پنلهای خورشیدی در ساختمان و مخصوصا در نمای آن، فرآیندی است که در صورت انجام دقیق و برنامهریزی شده، به صورت کاملا هماهنگ، زیبا و با عملکردی بهینه اجرا میشود. مراحل اصلی این فرآیند به شرح زیر است:
برنامهریزی و طراحی (Design & Planning)
پیش از هر کاری، موقعیت ساختمان، جهت تابش خورشید، شرایط اقلیمی، زاویه نما، سایهگیری و ویژگیهای سازه بررسی میشوند تا مشخص شود آیا ادغام پنلهای خورشیدی در نما عملی است یا خیر. همچنین معماران، مهندسان سازه و تاسیسات و تامینکنندگان پنل باید باهم هماهنگ شوند تا سیستم هم انرژی تولید کند و هم از نظر معماری نیز با نمای ساختمان همخوانی داشته باشد.
انتخاب مواد و سیستم نصب (Material Selection & Mounting System)
انتخاب نوع پنل، زیرساخت نگهدارنده، سیستم نصب و تجهیــزات جانبی مانند اینورتر و کابلها اهمیت دارد. در نما از سیستمهای محافظ باران (rainscreen) یا پنلهای پیشساخته نما استفاده میشود که سازگاری بهتری با معماری دارند. همچنین در این مرحله تضمین میشود که بار اضافی، نفوذ آب، وزش باد و شرایط حرارتی رعایت شوند و سیستم از نظر ایمنی و دوام مناسب باشد.
نصب و ادغام (Integration & Installation)
مراحل نصب شامل آماده سازی سازه نگهدارنده، نصب پنلها، سیمکشی، اتصال به اینورتر و شبکه یا مصرف داخلی است. در نما پنلها جایگزین اجزای پوششی ساختمان شده یا روی پوشش موجود نصب میشوند. البته باید دقت شود که عایقکاری، آببندی، تهویه مناسب و دسترسی به سرویس و نگهداری فراهم شود تا عملکرد سیستم بهینه بماند.
تست، راهاندازی و نگهداری (Testing, Commissioning & Maintenance)
پس از نصب، لازم است که سیستم تست شود (برای مثال اطمینان از تولید برق، عملکرد اینورتر، اتصال به شبکه، سیستم حفاظت و ایمنی). دستورالعمل فنی برای نگهداری مثل پاکسازی پنلها یا بازرسی بصری نیز وجود دارد. از سوی دیگر، نگهداری منظم به عملکرد بهتر و طول عمر بیشتر کمک شایانی میکند.
بیشتر بخوانید: آیا پنل خورشیدی با نور لامپ کار میکند؟
بخشهایی از ساختمان که امکان نصب پنل وجود دارد
سخن پایانی
استفاده از پنلهای خورشیدی در ساختمان دیگر یک انتخاب لوکس یا آیندهنگرانه نیست، بلکه پاسخی آگاهانه به نیاز امروز ما برای صرفهجویی در انرژی و حفظ محیطزیست است. چه در بام و چه در نمای ساختمان، این فناوری کاهش هزینهها، افزایش ارزش ملک و استقلال انرژی را به دنبال میآورد.
استفاده از پنلهای خورشیدی در نمای ساختمان افزون بر ظاهر مدرن و چشمنواز، آن را به یک منبع تولید انرژی پاک تبدیل میکند. با برنامهریزی درست، انتخاب فناوری مناسب و اجرای اصولی، هر ساختمان پتانسیل این را دارد که بخشی از نیروگاه خورشیدی شهر باشد.
در نهایت، آینده معماری و انرژی در ایران به سوی ترکیب زیبایی، کارایی و پایداری پیش میرود؛ و پنلهای خورشیدی، یکی از ستونهای اصلی این تحول هستند.
بیشتر بخوانید: پنل خورشیدی برای خانه چقدر هزینه دارد؟
سوالات متداول
آیا نصب پنلهای خورشیدی در نمای ساختمان از نظر فنی ممکن است؟
بله، کاملا ممکن است. امروزه با استفاده از فناوریهای جدید مثل سیستمهای فتوولتائیک یکپارچه با ساختمان (Building-Integrated Photovoltaics یا BIPV)، میتوان پنلها را در نما، سقف یا حتی شیشهها ادغام کرد. این سیستمها علاوه بر تولید برق تولید، بخشی از طراحی معماری ساختمان هم به حساب میآیند.
هزینه نصب پنل خورشیدی در ساختمان چقدر است؟
هزینه به عواملی مانند مساحت نصب، نوع پنل، ظرفیت تولید برق و تجهیزات جانبی مثل اینورتر خورشیدی بستگی دارد. به طور میانگین در ایران، هزینه نصب سیستم خورشیدی خانگی بین 140 تا 160 میلیون تومان متغیر است، اما باید توجه داشت که این هزینه در طول چند سال از طریق صرفه جویی در قبض برق جبران میشود. البته در صورت نصب مساحت کمتر، این هزینه نیز کاهش مییابد.
آیا استفاده از پنل خورشیدی فقط در ساختمانهای جدید ممکن است؟
خیر. سیستمهای خورشیدی را میتوان هم در ساختمانهای در حال ساخت و هم در ساختمانهای موجود نصب کرد. در ساختمانهای قدیمی اغلب از پنلهای سطحی یا نیمه شفاف استفاده میشود که روی نما یا سقف نصب میشوند، بدون آنکه به تغییر اساسی در ساختار ساختمان نیاز باشد.
آیا پنلهای خورشیدی به نگهداری خاصی نیاز دارند؟
نگهداری این سیستمها بسیار ساده است. مهمترین کار، پاکسازی سطح پنلها از گرد و غبار و آلودگی است تا جذب نور خورشید کاهش پیدا نکند. همچنین هر چند ماه یک بار باید عملکرد اینورتر و اتصالات بررسی شود. در مجموع، هزینه و زمان نگهداری بسیار پایین است و در مقایسه با مزایای آن ناچیز محسوب میشود.
منبع: