Солнечные панели для фасада

Солнечные стены вместо фотоэлектрических панелей на крыше

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Постепенно «зелёная» энергетика из разряда «дорогих игрушек» всё активнее переходит в повседневную жизнь. Сегодня уже никто не удивляется, увидев на крыше коттеджа солнечные батареи или гелиоколлектор, а на участке – ветрогенератор.

Хотя данное оборудование с каждым годом становится всё доступнее, многие застройщики не спешат покупать «ловцов» ветра и солнца. Часть загородных жителей полагает, что фотоэлементы, установленные на крыше, портят внешний вид дома, смотрясь некрасивым тёмным пятном на кровельном покрытии.

Для таких случаев инженеры из Дании предлагают своё решение — солнечные стены.

Система представляет собой фотопанель размером 70х70 см.

Главная особенность панелей — они, в отличие от обычных, могут иметь разные оттенки, включая красный, синий, золотистый и бирюзовый цвета.

Причём, по словам разработчиков, отказ от всем привычного цвета солнечных батарей (синего или фиолетового) не привёл к ухудшению характеристик фотоэлементов.

Подробности технологии изготовления разноцветных элементов — ноу-хау разработчиков. Чтобы доказать эффективность новинки, датчане решили использовать батареи, как отделочный материал для фасада Копенгагенской международной школы, стоящей рядом с городским портом.

Электричества, которое вырабатывают панели, хватает, чтобы обеспечить более половины от всей требуемой мощности для здания. Проект получился по-настоящему международным. На доведение идеи до серийного образца у нас ушло 12 лет, а детали панелей изготавливаются в Швейцарии, Саудовской Аравии, Тайване и Хорватии. Мы уверены, что благодаря разноцветности, панели будут пользоваться спросом у тех застройщиков, кто бы хотел получить «даровую» энергию и при этом необычно отделать фасад дома.

Разработчики считают, что панели, в первую очередь, подойдут для монтажа на стенах промышленных и коммерческих зданий, а также коттеджей, построенных в стиле хай-тек. Ещё одна «фишка» проекта: если посмотреть на фото ниже, то создаётся впечатление, что фасад отделан панелями двух цветов.

Это оптический обман. На самом деле использовались панели одного цвета, но каждую панель ставили под разным углом — со смещением в 5 градусов относительного друг друга. Причём цветовой оттенок фасада меняется в течение всего дня по мере прохождения солнца по небосводу.

Панели прошли все необходимые испытания и выдерживают сильный ветер, дождь, снег и даже удары града. Думаю, наша разработка позволит уйти от безликих серых «коробок» и строить красивые дома, которые работают на альтернативной энергии.

На нашем портале есть статья, где описывается принцип действия «невидимых» солнечных панелей, стилизованных под фальцевую кровлю. Также рекомендуем мастер-класс по монтажу навесного вентилируемого фасада на основе керамогранитных панелей. В видеосюжете показан принцип работы солнечного коллектора и теплового насоса.

Источник

Солнечный фасад для частного дома. Опыт из Швейцарии.

Солнечные батареи в качестве облицовки на фасаде частного дома все еще большая редкость. Застройщиков отпугивают высокие цены. Но это не совсем так, как показывает опыт строительства частного дома с солнечным фасадом в Швейцарии.

В настоящее время главной движущей силой в развитии фотовольтаики, интегрированной в здания, являются крупные офисные здания. У них достаточно большие площади фасадов. Кроме того, строительство в этом сегменте ведется на более высоком уровне цен. Застройщики частных домов в этом вопросе более осторожные. Как правило, они хотят, чтобы дом стоил дешево. И если устанавливают солнечную электростанцию, то обычно на крышу дома.

Однако, использование фасада дает огромное преимущество, особенно для односемейных домов: нет проблем с использование электроэнергии. Строитель офисной башни просто обязан использовать всю электроэнергию, произведенную на фасаде, в самом здании — подача в сеть обычно нерентабельна. Более того, инвесторов в этой сфере трудно убедить в обратном. Они мало заинтересованы в том, чтобы снижать стоимость электроэнергии для арендаторов или последующих владельцев здания. Здесь другие мотивы играют роль для установки фасадной солнечной электростанции.

А вот для односемейных частных домов все это выглядит совсем по-другому. Солнечную электроэнергию можно без всяких бюрократических препятствий потреблять в самом доме. Кроме того, жильцы дома очень заинтересованы в максимальном снижении затрат на электроэнергию.

Об этом подумал и владелец односемейного дома в швейцарском городе Вюренлос, кантон Ааргау. Кубистические четкие формы в сочетании с деревьями зеленого цвета вокруг него, так выглядит концепция его дома. Похоже, что на дом надели костюм в полоску.

И это не кажется. Полоски — это шины солнечных батарей, установленных на фасаде вертикально. На южной стороне над гаражом установлены четыре батареи горизонтально, но это не мешает общему оптическому впечатлению. Больше от солнечных батарей ничего не видно. Это связано с тем, что монокристаллические фотоэлементы оптически скрываются в черной пленке, которая проложена между ними и задним стеклом солнечной батареи. «Мы долго искали подходящие солнечные батареи, которые соответствовали бы как дизайну здания, так и нашим ценовым представлениям», — объясняет Матиас Ольдани, архитектор дома. «И мы нашли их в Австрии у компании PVP».

Специализируется на фасадах

У изготовителя солнечных батарей из Виса в Штирии в ассортименте есть специальные солнечные батареи, предназначенные для интеграции в фасады. Кроме того, PVP может производить любые солнечные батареи по цвету в соответствии с идеями архитекторов, а по размерам и геометрии в соответствии с формой здания. Однако, поскольку формы дома прямые, то и специальные размеры не понадобились. «Мы выбрали фасадные солнечные батареи PVP стандартного размера», — говорит Ольдани. «И не только потому, что солнечные батареи, состоящие из 60 фотоэлементов, хорошо вписываются в этот фасад. Также и то, что у этих батарей типа стекло-стекло нет рамы, идеально подходит для интеграции в фасады».

Архитектор указывает на более широкие отступы фотоэлементов от края батарей и на тонкие торцевые пластины. Это гарантирует, что затенение фотоэлементов будет минимальным, даже в случае неблагоприятного угла падения солнечных лучей. Архитектору пришлось уже в начале проекта максимально исключить любые возможности затенения фасада. «Вот почему мы внимательно следили за тем, чтобы не было никаких выступов на оконных проемах или лишних парапетов», — вспоминает Ольдани. «Поэтому все окна и крышки парапетов из анодированного алюминия выдержаны в минимальных размерах».

Отказались от других цветов

Кроме того, архитектору из Тэгерига, что всего в шести километрах к юго-востоку от Вюренлоса, также нужно было следить за расходами. Поэтому выбор пал на солнечные батареи в оригинальном цвете. Другие цвета стоили бы дополнительных денег. «Было бы хорошо взять цветные батареи и дать им возможность слиться в монолитный фасад», — говорит Маттиас Ольдани. «Хотя это визуально и красиво, но нужно помнить о низкой выработке цветных солнечных батарей». Потому что любой цвет, в котором изготовлены солнечные батареи, всегда является частью спектра солнечного света, который отражается и не может быть использован для производства электроэнергии.

И наоборот, солнечные батареи в глубоком черном цвете притягивают солнечный свет, и лучи солнца почти не отражаются. Кроме того, этому же способствует стеклянное покрытие, которым компания PVP оснащает свои фасадные солнечные батареи. Это специальное стекло, известное на рынке под маркой Albarino. Речь идет о литом стекле, у которого очень незначительное содержание оксида железа, что придает ему чрезвычайно высокие светопроницаемые свойства. Оно поглощает солнечные лучи и пропускает их через себя только на фотоэлементы, установленные под ним. Наряду с высокой выработкой у таких солнечных батарей есть еще одно преимущество — соседние земельные участки не ослепляются бликами от солнечных батарей, когда солнце попадает на их поверхность под неблагоприятным углом. Это особенно важное условие для всех фасадных солнечных электростанций.

Цена на солнечные батареи как для высококачественного фасадного материала является просто непревзойденной. Согласно прейскуранту компании PVP, стоимость одной солнечной батареи составляет 133 швейцарских франка. «В результате они даже дешевле, чем фасадные фиброцементные плиты компании Eternit, которые образуют внешнюю облицовку здания между отдельными рядами солнечных батарей», — говорит Маттиас Ольдани. Эти фасадные плиты несколько смягчают черный цвет фасада из-за установленных солнечных батарей, так что облицовка дома выглядит не слишком тяжелой и громоздкой. Вот почему Маттиас Ольдани решил использовать более светлый антрацит в качестве цвета для плит Eternit.

Не забывайте учитывать затраты на монтажные работы

Кроме цены на солнечные батареи, нужно обязательно учитывать затраты на их установку. Основной принцип: никто не должен видеть снаружи, где и как солнечные батареи и фасадные плиты Eternit присоединены к различным частям фасада. Не должно быть видно никаких креплений или зажимов. «Дизайн фасада мы разрабатывали вместе с компанией Зальм из Шинцнаха, которая занимается отделкой фасадов», — вспоминает Маттиас Ольдани. «К сожалению, на рынке было невозможно найти оптически совершенный продукт, или цены на подобные конструкции были выше наших ожиданий».

Однако фасадчики из Зальма нашли решение. Вместе с архитектором и строителями они решили клеить солнечные батареи непосредственно на опорную конструкцию из алюминиевых профилей с терморазрывом, также, как и фасадные плиты. «Это обычный тип монтажа для плит Eternit или плиток из природного камня, если нужно, чтобы соединение оставалось невидимым», — подчеркивает Матиас Ольдани. «Такой монтаж очень простой. Поскольку у солнечных батарей и у плит Eternit толщина одинаковая, то их установка полностью удалась».

Для установки солнечных батарей и фасадных плит фасадчики использовали специальный клей, который был собственно для этой цели разработан и одобрен строительными органами. Поскольку строительные правила распространяются и на солнечные батареи компани PVР, то не возникло никаких дополнительных административных препятствий.

Выбранный тип крепления солнечных батарей обеспечивает то, что не нужно никаких дополнительных затрат на другие фасадные материалы, так как солнечные батареи заменяют их. Но с другой стороны, дополнительные затраты возникают из-за электрического подключения этих солнечных батарей. На верхнем этаже дом состоит из окружающей его террасы. Солнечные батареи приклеены там так, чтобы можно было проложить проводку внутри парапета. Нижний этаж состоит из коротких аркад по обоим углам фасада. Здесь электрики также смогли проложить кабели в парапете.

230 швейцарских франков за квадратный метр

Между ними находится зона холодного фасада нижнего этажа, половина которого состоит из окон. Между двумя оконными фронтами установлены фасадные плиты Eternit антрацитового цвета. Под окнами и фасадными плитами наклеены солнечные батареи. В этой зоне все кабели были проложены в нишах рулонных ставней и вертикальных жалюзи.

В целом вся солнечная электростанция разделена на четыре стринга. Преобразование постоянного тока в переменный ток осуществляется двумя инверторами Symo от Fronius, которые также относятся к дополнительным затратам по сравнению с обычными фасадными плитами Eternit. В конце концов, стоимость солнечного фасада составила 230 швейцарских франков за квадратный метр, включая всю электрическую сторону. «Если бы мы покрыли весь фасад плитами Eternit, цена была бы на уровне 187 франков за квадратный метр», — говорит Ольдани. Но эти плиты не производят никакой электроэнергии, которую нужно рассматривать как плюс для солнечного фасада — особенно, если вся эта электроэнергия потребляется непосредственно в самом доме.

Три фасада оснащены солнечными батареями, при этом мощность каждого фасада составляет 6 кВт. На крыше установлены еще 6 кВт, ориентированные на восток и запад. Вся электростанция дает в год в общей сложности около 18 400 киловатт-часов.

Зимой вырабатывается больше солнечной электроэнергии

Сам дом в год потребляет 6 000 киловатт-часов. Но электроэнергия используется не только для работы электрических приборов и освещения, а также и для отопления, так как в доме установлена еще и геотермальная установка. В качестве источника тепла в ней используется геотермальный зонд, который приносит температуру около 10 градусов Цельсия с глубины 270 метров. В результате тепловой удар, который установка должна преодолеть, не настолько велик, и тепловому насосу не требуется много электроэнергии, которая к тому же поступает с фасада дома.

Две солнечные электростанции покрывают большую часть потребности в электроэнергии в доме с учетом теплового насоса, которая составляет 8 840 киловатт-часов в год. При таком потреблении чисто арифметически дом уже автономный. Излишка, который не используется на покрытие потребностей в электроэнергии в доме, было бы достаточно для полной зарядки семи электромобилей с годовым пробегом в 12 000 километров.

При этом у фасадной солнечной электростанции есть еще одно преимущество. Особенно зимой, когда спрос на тепло особенно высок, солнце находится под самым лучшим углом по отношению к солнечным батареям на фасаде, так что электроэнергия вырабатывается даже очень щедро. А летом выработка электроэнергии относительно равномерная, так что в течение дня генерируется достаточно электроэнергии, без пиков в полдень, характерных для солнечных электростанций, ориентированных на юг. А это дает возможность увеличить степень потребления электроэнергии для собственных нужд.

Минимум электроники

Все солнечные батареи южного фасада — как на первом этаже, так и на верхнем этаже — объединены в один стринг и подключены на один MPP-трекер. На второй трекер этого же инвертора подключены и солнечные батареи, установленные на крыше.

На каждый из двум MPP-трекеров второго инвертора подключено еще по одному стрингу, каждый из которых состоит из солнечных батарей на западной стороне и на восточной стороне дома. «Мы спроектировали стринги по максимальной длине, чтобы получить высокое напряжение и, следовательно, высокую эффективность системы», — говорит Маттиас Ольдани. «Чтобы система была максимально простой, мы воздерживались от использования оптимизаторов мощности и модульных инверторов».

Тем самым архитектор и фасадчики обошли проблему, которую пришлось бы решать в случае возможного выхода из строя силовой электроники, установленной на солнечных батареях. Система должна быть максимально надежной и простой, потому что ее техническое обслуживание может стать очень сложной задачей. А вот кабели проложены здесь таким образом, чтобы у электриков был хороший доступ к штекерным соединениям.

Замеры можно делать на каждой солнечной батарее

Такая прокладка кабелей позволяет делать замеры отдельно на каждой солнечной батарее. И если электроника на какой-нибудь из них действительно выйдет из строя, то ее можно будет заменить или же шунтировать. Но так как солнечная батарея приклеена, то при замене она обязательно будет повреждена. После демонтажа нужно удалить остатки клея с алюминиевой опоры и приклеить новую солнечную батарею.

Приобрести фасадные солнечные батареи на замену ничем не сложнее, чем для крышной солнечной электростанции благодаря использованию батарей стандартного размера. Но риск того, что из-за выхода электроники, встроенной в солнечные батареи, их придется менять, значительно возрастает.

И если фасадная солнечная батарея вышла из строя, то ремонт вряд ли обойдется дешево. Однако, это в любом случае очень хорошая возможность просто и дешево установить солнечный фасад в односемейном доме, который к тому же придаст дому отличный внешний вид.

Источник