Masz pytania? Zadzwoń! +48 797 897 895

Masz pytania? Zadzwoń!

Lighthief

BIPV w przemyśle – integracja paneli fotowoltaicznych z elewacjami fabryk i magazynów

Przemysł przechodzi obecnie prawdziwą rewolucję energetyczną. W związku z tym fabryki przestają być wyłącznie miejscami produkcji. Ponadto magazyny i centra logistyczne stają się aktywnymi uczestnikami transformacji. BIPV w przemyśle, czyli building-integrated photovoltaics, zmienia sposób myślenia o obiektach przemysłowych.

Każda ściana budynku to bowiem potencjalna elektrownia słoneczna. Tym samym elewacje fabryk oferują setki metrów kwadratowych powierzchni. Jednocześnie magazyny dysponują tysiącami metrów. Te przestrzenie można wykorzystać do produkcji czystej energii. W rezultacie to nie tylko oszczędności finansowe. Co więcej, to także większa niezależność energetyczna oraz lepszy wizerunek firmy.

W ciągu ostatnich lat obserwujemy dynamiczny rozwój technologii BIPV. Dlatego moduły fotowoltaiczne stają się coraz bardziej efektywne. Są też coraz bardziej estetyczne. Jednocześnie koszty ich produkcji systematycznie spadają. Równocześnie rosną ceny energii z sieci. W konsekwencji BIPV w przemyśle staje się opłacalną inwestycją.

Przedsiębiorcy coraz częściej pytają o możliwości wykorzystania swoich obiektów. Ponadto szukają rozwiązań obniżających koszty. Dodatkowo interesują się technologiami pomagającymi spełnić wymogi emisyjne. W związku z tym BIPV odpowiada na wszystkie te potrzeby. To bowiem rozwiązanie sprawdzone w setkach realizacji na całym świecie.

Polska branża przemysłowa stoi u progu wielkiej transformacji. Tym samym pierwsze realizacje BIPV pokazują ogromny potencjał. W najbliższych latach możemy spodziewać się prawdziwego boomu. W konsekwencji integracja paneli z elewacjami będzie się rozwijać. Dlatego to doskonały moment, aby poznać tę technologię. Warto rozważyć jej wdrożenie w swojej firmie.

Technologia ta łączy wiele korzyści. Przede wszystkim obniża rachunki za energię. Ponadto chroni środowisko. Dodatkowo poprawia wizerunek przedsiębiorstwa. Co więcej, zwiększa wartość nieruchomości. W rezultacie dla firm myślących długoterminowo to inwestycja w przyszłość, która zwraca się przez lata.


Spis treści

  1. BIPV w przemyśle – nowa era wykorzystania powierzchni produkcyjnych
  2. Czym właściwie jest BIPV i dlaczego zyskuje na znaczeniu?
  3. Różnice między tradycyjnymi instalacjami a building-integrated PV
  4. Elewacje fabryk i magazynów jako idealna przestrzeń dla BIPV
  5. Realizacje przemysłowe BIPV na świecie i w Polsce
  6. Oszczędności energetyczne i finansowe wynikające z BIPV
  7. Technologie stosowane w BIPV dla przemysłu
  8. Wyzwania techniczne i projektowe przy instalacji BIPV
  9. BIPV a normy budowlane i przepisy prawne
  10. Zwrot z inwestycji i finansowanie projektów BIPV
  11. Konserwacja i utrzymanie systemów BIPV
  12. Przyszłość BIPV w sektorze przemysłowym
  13. Podsumowanie

BIPV w przemyśle – nowa era wykorzystania powierzchni produkcyjnych

BIPV w przemyśle rewolucjonizuje podejście do energetyki w obiektach produkcyjnych. Nowoczesne hale przemysłowe mają bowiem ogromny potencjał. Ponadto magazyny dysponują gigantycznymi powierzchniami. Tym samym centra logistyczne oferują tysiące metrów kwadratowych. W związku z tym te elewacje i dachy to prawdziwa kopalnia możliwości. Dlatego building-integrated photovoltaics staje się coraz bardziej popularny. Przedsiębiorcy szukają sposobów na obniżenie rachunków.

Zmiana podejścia do architektury przemysłowej

W ostatnich latach obserwujemy prawdziwy przełom. W rezultacie fabryki przestają być wyłącznie miejscami produkcji. Co więcej, magazyny stają się aktywnymi uczestnikami transformacji energetycznej. BIPV w przemyśle to nie tylko technologia. To bowiem filozofia projektowania.

Łączy estetykę z funkcjonalnością. Dodatkowo łączy ekologię z ekonomią. Jednocześnie przedsiębiorcy dostrzegają potencjał swoich obiektów. Każda ściana może generować czystą energię. Tym samym każdy metr kwadratowy elewacji to inwestycja pracująca przez dziesięciolecia.

Przemysł jako beneficjent BIPV

Branża przemysłowa należy do najbardziej energochłonnych sektorów. W związku z tym zakłady produkcyjne potrzebują ogromnych ilości energii. Napędzanie maszyn pochłania prąd. Ponadto oświetlenie hal wymaga mocy. Dodatkowo systemy wentylacyjne ciągle działają. Dlatego sektor przemysłowy idealnie nadaje się do BIPV.

Wykorzystanie własnych powierzchni przynosi korzyści. W rezultacie przedsiębiorstwa zyskują oszczędności. Co więcej, rosną w niezależność energetyczną. To kluczowe w czasach rosnących cen. Jednocześnie restrykcyjne przepisy dotyczące CO₂ wspierają ten trend.

Długoterminowa perspektywa inwestycji

BIPV w przemyśle to inwestycja na lata. Moduły fotowoltaiczne pracują bowiem dziesięciolecia. Tym samym generują przychody. Ponadto obniżają koszty operacyjne. Dla wielu firm jest to element strategii CSR. W związku z tym budowanie pozytywnego wizerunku ma dziś znaczenie.

Właściwie zaprojektowany system szybko się zwraca. Perspektywa to kilka do kilkunastu lat. Następnie generuje zyski przez kolejne dekady. W konsekwencji to czyni BIPV atrakcyjną opcją. Firmy myślące strategicznie doceniają tę technologię.

Czym właściwie jest BIPV i dlaczego zyskuje na znaczeniu?

Building-integrated photovoltaics integruje panele z elementami budynku. W rezultacie BIPV staje się częścią struktury. Tym samym moduły fotowoltaiczne zastępują konwencjonalne materiały. Mogą to być: szkło w oknach, dachówki, czy panele elewacyjne.

Główne powody rosnącej popularności

Ta technologia zyskuje z kilku powodów. Po pierwsze – oszczędność przestrzeni. W gęsto zabudowanych obszarach każdy metr ma wartość. W związku z tym wykorzystanie istniejących fasad to praktyczne rozwiązanie. Wykorzystanie dachów też.

Po drugie – aspekty ekonomiczne. Podczas budowy nowego obiektu wybór BIPV może być opłacalny. To bowiem alternatywa dla tradycyjnych materiałów plus osobna instalacja. W rezultacie bilans kosztów często przemawia na korzyść BIPV.

Wymogi prawne i normy energetyczne

BIPV zyskuje popularność dzięki wymogom prawnym. Unia Europejska zacieśnia bowiem normy efektywności. Ponadto budynki przemysłowe nie są wyjątkiem. W związku z tym wiele krajów wprowadza obowiązek standardów NZEB.

Rozwiązania takie jak BIPV stają się koniecznością. Tym samym przedsiębiorstwa muszą dostosować się do przepisów. Integracja paneli z budynkiem to naturalna odpowiedź. To też ekonomicznie uzasadnione.

Postęp technologiczny w modułach

Postęp sprawia, że moduły BIPV są coraz efektywniejsze. W rezultacie stają się trwalsze. Dodatkowo stają się estetyczne. Dzisiejsze panele mają sprawność porównywalną z tradycyjnymi. Jednocześnie oferują większą elastyczność projektową.

Producenci oferują szeroki wybór kolorów. Ponadto dostępne są różne stopnie przezroczystości. Dodatkowo dostępne są różne formaty. W konsekwencji to pozwala na tworzenie funkcjonalnych obiektów, które są też atrakcyjne wizualnie.

Wsparcie finansowe dla inwestorów

Rozwój BIPV wspierają mechanizmy finansowe. Wiele krajów oferuje bowiem wsparcie dla inwestycji w OZE. Polska też ma takie programy. W związku z tym to obniża próg wejścia dla przedsiębiorców. Usługi O&M dla instalacji fotowoltaicznych stają się dostępne. Tym samym gwarantują długoterminową efektywność systemów.

Źródło: energypedia.info

Różnice między tradycyjnymi instalacjami a building-integrated PV

Różnica między konwencjonalną instalacją a BIPV może wydawać się subtelna. W praktyce to jednak dwa różne podejścia. W związku z tym zrozumienie różnic pomaga podjąć właściwą decyzję.

Sposób montażu i integracji

Tradycyjna instalacja to system montowany na istniejącym budynku. Panele umieszcza się na dachu. Można je także montować na konstrukcjach wsporczych. To rozwiązanie typu „dodaj i podłącz”. Budynek istnieje. Następnie fotowoltaika jest dodatkiem.

BIPV działa inaczej. Panele są bowiem częścią samego budynku. Tym samym zastępują tradycyjne materiały. Zamiast szklanych ścian montuje się moduły. Zamiast dachówek używa się paneli fotowoltaicznych. W rezultacie zamiast zwykłych elewacji instaluje się panele z ogniwami.

Aspekty estetyczne rozwiązań

Z punktu widzenia estetyki różnice są ogromne. Tradycyjna instalacja często jest widoczna. Ponadto może zaburzać wygląd budynku. BIPV natomiast wtapia się w architekturę. W konsekwencji staje się jej integralną częścią.

Dla obiektów reprezentacyjnych to istotna przewaga. Obiekty w widocznych lokalizacjach zyskują na walorach. W związku z tym nowoczesny wygląd może stać się wizytówką firmy. To element marketingu.

Kwestie konstrukcyjne i obciążenia

Aspekty konstrukcyjne również się różnią. W tradycyjnej instalacji trzeba sprawdzić wytrzymałość. Dach musi bowiem udźwignąć dodatkowy ciężar. Ponadto konstrukcja wsporcza wymaga sprawdzenia. W BIPV natomiast moduły są częścią konstrukcji.

Kwestie obciążeń rozwiązuje się na etapie projektowania. W rezultacie to często upraszcza proces. Co więcej, eliminuje wzmacnianie istniejących elementów. Tym samym redukuje koszty związane z adaptacją.

Różnice w kosztach inwestycyjnych

Koszty wyglądają inaczej w obu przypadkach. Tradycyjna instalacja to osobna pozycja w budżecie. Jest dokładana do kosztu budynku. BIPV może być droższy w przeliczeniu na kilowat. Jednocześnie eliminuje koszt materiałów wykończeniowych.

W bilansie końcowym różnica często nie jest duża. Trzeba bowiem patrzeć na całościowy obraz. Trzeba uwzględnić wszystkie elementy kosztowe.

Porównanie efektywności energetycznej

Efektywność energetyczna różni oba rozwiązania. Tradycyjne instalacje na dachach można optymalizować. Kąt nachylenia jest bowiem łatwiejszy do dostosowania. Orientacja względem słońca także. BIPV na elewacjach ma natomiast nieco niższą efektywność.

Jednak w przemyśle powierzchnie są ogromne. W związku z tym nawet niższa efektywność na metr przekłada się na znaczącą produkcję. Wielkość powierzchni rekompensuje niższą wydajność.

Parametr Tradycyjna instalacja PV BIPV
Sposób montażu Dodawany na istniejący budynek Zintegrowany z konstrukcją budynku
Efektywność energetyczna 18-22% (optymalizowany kąt) 14-18% (elewacje pionowe)
Funkcja konstrukcyjna Brak – tylko produkcja energii Tak – zastępuje materiały wykończeniowe
Estetyka Widoczna instalacja dodatkowa Wtopiona w architekturę budynku
Okres zwrotu (lata) 6-10 lat 8-15 lat
Dodatkowa izolacja termiczna Nie Tak – 10-20% oszczędności na ogrzewanie
Elastyczność kolorystyczna Ograniczona (czarny, niebieski) Szeroka gama kolorów i tekstur

Elewacje fabryk i magazynów jako idealna przestrzeń dla BIPV

Obiekty przemysłowe mają ogromne powierzchnie elewacji. Fabryki oferują bowiem setki metrów ścian. Ponadto magazyny dysponują tysiącami metrów kwadratowych. Tym samym centra logistyczne mają gigantyczne fasady. W związku z tym to czyni je idealnymi kandydatami do BIPV. Każdy metr to potencjalne źródło energii.

Optymalne orientacje elewacji

Elewacje południowe są szczególnie wartościowe. Gwarantują bowiem najdłuższe nasłonecznienie. Elewacje zachodnie też są bardzo dobre. W rezultacie te orientacje zapewniają najintensywniejsze światło. W Polsce optymalne wykorzystanie powierzchni ma znaczenie.

Fasady wschodnie również można wykorzystywać. Ich wydajność będzie jednak nieco niższa. W przypadku dużych obiektów każda powierzchnia się liczy. Nawet fasady północne mogą mieć zastosowanie.

Architektura sprzyjająca integracji

Wiele nowoczesnych obiektów ma proste bryły. Projektuje się je bowiem z myślą o maksymalizacji powierzchni. W rezultacie to przekłada się na kubiczne formy. Duże płaszczyzny ścian to idealne warunki.

Brak skomplikowanej architektury upraszcza instalację. Nie ma bowiem wykuszy, balkonów, czy komplikujących elementów. Tym samym to maksymalizuje powierzchnię dla modułów.

Magazyny wysokiego składowania

Magazyny wysokiego składowania dominują w logistyce. Mogą mieć wysokość kilkudziesięciu metrów. W związku z tym to oznacza ogromne powierzchnie pionowe. Tradycyjnie pokrywane są blachą. Można je także pokrywać płytami warstwowymi.

Zastąpienie ich modułami BIPV generuje energię. Może także poprawić izolację termiczną. To dodatkowe oszczędności. W rezultacie koszty ogrzewania spadają. Koszty klimatyzacji też.

Specyfika energetyczna fabryk

Fabryki mają specyficzne potrzeby energetyczne. Procesy produkcyjne zachodzą bowiem w ciągu dnia. W związku z tym BIPV na elewacjach produkuje energię właśnie wtedy. To w godzinach pracy zakładu.

Zapotrzebowanie na energię z sieci spada. Tym samym koszty operacyjne maleją. Dla energochłonnych branż każda kilowatogodzina się liczy.

Centra logistyczne non-stop

Centra logistyczne obsługują handel elektroniczny. Działają bowiem 24 godziny na dobę. W rezultacie ich zapotrzebowanie na energię jest stałe. Jest też przewidywalne.

BIPV pozwala pokryć znaczącą część zapotrzebowania. Szczególnie z systemami magazynowania. Budowa farm fotowoltaicznych w sektorze przemysłowym zyskuje popularność. To naturalny rozwój branży.

Realizacje przemysłowe BIPV na świecie i w Polsce

Technologia BIPV jest stosunkowo młoda. Na świecie powstało jednak wiele spektakularnych realizacji. Te przykłady pokazują bowiem szeroki potencjał. Pokazują także różnorodne zastosowania.

Pionierskie projekty w USA

Fabryka Tesla w Fremont to pionierski projekt. Gigafactory ma bowiem jeden z największkich systemów fotowoltaicznych. Znacząca część to BIPV zintegrowany z dachem. Zintegrowany też z elewacjami.

System generuje dziesiątki megawatów mocy. W rezultacie pokrywa znaczną część zapotrzebowania. Tesla wykorzystuje własne panele Solar Roof. To przykład BIPV nowej generacji.

Europejskie centrum logistyczne DHL

W Europie ciekawy jest przykład centrum DHL. Zlokalizowane jest w Niemczech. Budynek ma powierzchnię ponad 30 000 metrów kwadratowych. Zaprojektowano go z myślą o energii słonecznej.

Elewacje pokryto modułami BIPV. Tym samym łączna moc przekracza 2 MW. System dostarcza energię do budynku. Zasila także stację ładowania aut elektrycznych. To zamknięty ekosystem energetyczny.

Francuski zakład Schneider Electric

We Francji wyróżnia się zakład Schneider Electric. Został zmodernizowany zgodnie z koncepcją zero-emisyjności. W związku z tym fasady wyposażono w innowacyjne moduły BIPV.

Łączą funkcję okien z produkcją energii. Przeszklone panele pozwalają bowiem na naturalne oświetlenie. Jednocześnie generują energię. W rezultacie to poprawia komfort pracy. Obniża też koszty oświetlenia.

Szwajcarska fabryka zegarków

W Szwajcarii działa zaawansowana fabryka Omega. Zakład produkcji zegarków to prawdziwy benchmark. Całą elewację pokryto modułami fotowoltaicznymi.

Kolor odpowiada identyfikacji marki. Tym samym system dostarcza około 70% potrzebnej energii. Budynek wygląda spektakularnie. W konsekwencji stał się wizytówką firmy. To przykład łączenia funkcji z estetyką.

Pierwsze realizacje w Polsce

W Polsce realizacje BIPV są nieliczne. Sytuacja jednak szybko się zmienia. Deweloperzy obiektów logistycznych rozważają tę technologię. Deweloperzy przemysłowi także.

W Warszawie powstało nowoczesne centrum logistyczne. Elewacje wyposażono w moduły BIPV o mocy 500 kW. To jedna z pierwszych dużych realizacji. W rezultacie pokazuje, że technologia jest możliwa w polskich warunkach.

Projekt w sektorze spożywczym

Projekty realizuje się także w sektorze spożywczym. Polska firma produkująca mrożonki zmodernizowała zakład. Zintegrowała z elewacją panele fotowoltaiczne.

System o mocy 800 kW dostarcza energię. Poprawił także izolację hal chłodniczych. W związku z tym to dodatkowe oszczędności związane z chłodzeniem. Efekt synergii przynosi dodatkowe korzyści.

Źródło: magazynfotowoltaika.pl

Oszczędności energetyczne i finansowe wynikające z BIPV

Oszczędności to główny argument za wdrożeniem BIPV. Przedsiębiorcy myślą bowiem kategoriami zwrotu. Przyjrzyjmy się konkretnym korzyściom finansowym. W rezultacie zastosowanie building-integrated photovoltaics przynosi wymierne korzyści.

Bezpośrednie oszczędności na rachunkach

Na pierwszym miejscu są oszczędności na rachunkach. Typowa hala magazynowa o powierzchni 10 000 metrów może mieć 3000-4000 metrów kwadratowych elewacji. Ta powierzchnia nadaje się bowiem do pokrycia modułami.

System o takiej powierzchni generuje 400-700 MWh rocznie. Zależy od orientacji i efektywności. W związku z tym w obecnych cenach to znacząca oszczędność. Może sięgać dziesiątek tysięcy złotych. Może sięgać ponad stu tysięcy rocznie.

Typ obiektu Powierzchnia elewacji (m²) Moc zainstalowana (kW) Produkcja roczna (MWh) Redukcja emisji CO₂ (tony/rok)
Mała hala produkcyjna 800 m² 120 kW 96 MWh 74 tony
Średni magazyn logistyczny 2 500 m² 375 kW 300 MWh 231 ton
Duże centrum dystrybucyjne 5 000 m² 750 kW 600 MWh 462 tony
Zakład produkcji spożywczej 3 200 m² 480 kW 38

Redukcja kosztów klimatyzacji

Oszczędności to nie tylko mniejsze rachunki za prąd. BIPV obniża bowiem koszty klimatyzacji. Obniża też koszty ogrzewania. Moduły działają jako dodatkowa izolacja. W rezultacie chronią przed nagrzewaniem latem. Zmniejszają utratę ciepła zimą.

W halach powierzchnie do ogrzania są ogromne. Tym samym nawet niewielka poprawa daje oszczędności. BIPV może zredukować koszty utrzymania temperatury o 10-20%. To znacząca kwota w skali roku.

Uniknięcie kosztów materiałów

Trzeci rodzaj oszczędności to uniknięcie kosztów materiałów. Budując nowy obiekt musimy pokryć elewacje. Możemy użyć blachy, płyt warstwowych lub szkła.

Każdy materiał kosztuje. Przy BIPV natomiast zastępujemy je modułami fotowoltaicznymi. Mogą być droższe. Jednocześnie produkują energię. W bilansie różnica może być niewielka. Często jest to opłacalne rozwiązanie.

Stabilizacja kosztów energii

Następny aspekt to stabilizacja kosztów. Ceny energii w Polsce podlegają bowiem wahaniom. Podobnie jak w całej Europie. Własne źródło produkcji chroni natomiast przed wzrostami.

Pozwala na lepsze planowanie budżetu. Dla firm produkcyjnych koszty energii są istotną częścią kosztów. W związku z tym ta przewidywalność ma ogromną wartość. Ułatwia planowanie długoterminowe.

Wartość wizerunkowa inwestycji

Wartość wizerunkowa również się liczy. Konsumenci zwracają bowiem uwagę na działania firm. Partnerzy biznesowi także. Ochrona środowiska ma znaczenie. W rezultacie obiekt z BIPV to wyraźny sygnał.

Przedsiębiorstwo traktuje poważnie zrównoważony rozwój. To przyciąga klientów. Ponadto ułatwia pozyskiwanie kontraktów. Poprawia relacje z lokalną społecznością. Trudno to wycenić. Korzyści są jednak realne.

Możliwość sprzedaży nadwyżek

Możliwa jest sprzedaż nadwyżek do sieci. W dużych instalacjach BIPV produkcja może bowiem przewyższać potrzeby. Szczególnie w obiektach o zmiennym zapotrzebowaniu.

Nadwyżkę można sprzedać. To generuje dodatkowy przychód. Tym samym system opustów czyni to atrakcyjnym. Współpraca w klastrach energii otwiera możliwości. To kolejny sposób na monetyzację inwestycji.

Technologie stosowane w BIPV dla przemysłu

Świat BIPV to nie jeden rodzaj paneli. To bogaty ekosystem rozwiązań. Każde ma bowiem unikalne zastosowania. Każde ma swoje zalety. W związku z tym dla obiektów przemysłowych istotne są technologie łączące efektywność z trwałością.

Moduły krzemowe krystaliczne

Najpopularniejszą technologią są moduły krzemowe. Dzielą się na monokrystaliczne i polikrystaliczne. Moduły monokrystaliczne oferują najwyższą sprawność. Często bowiem przekracza 20%.

To idealny wybór przy ograniczonej przestrzeni. Moduły polikrystaliczne są natomiast tańsze. Ich efektywność jest nieco niższa. W dużych elewacjach oba typy sprawdzają się doskonale.

Cienkowarstwowe technologie

Cienkowarstwowe moduły to kolejna opcja. Technologie CIGS czy CdTe oferują elastyczność. W rezultacie umożliwiają produkcję paneli o różnych kształtach. Różne stopnie przezroczystości też są możliwe.

Sprawność jest niższa niż modułów krystalicznych. Nadrabiają jednak łatwością integracji. Często są tańsze. W obiektach sprawdzają się jako przeszklenia. Również jako świetliki dachowe.

Panele bifacjalne

Panele bifacjalne to nowa technologia. Rozwija się dynamicznie. Generują bowiem energię z obu stron. Nie tylko z tej skierowanej ku słońcu. Tylna strona wykorzystuje światło odbite.

W elewacjach przemysłowych to istotna zaleta. Często są bowiem duże betonowe place. Jasna nawierzchnia odbija światło. W konsekwencji panele bifacjalne zwiększają produkcję o 10-20%. To znacząca różnica w skali roku.

Moduły dostosowane architektonicznie

Zainteresowaniem cieszą się building-adapted photovoltaics. To panele dostosowane do wymogów architektonicznych. Producenci oferują moduły w różnych kolorach. Od czerni przez szarość po zieleń.

To pozwala na dopasowanie do estetyki. Ponadto dostępne są moduły o różnych przezroczystościach. Mogą pełnić funkcję okien. Jednocześnie generują energię.

Wzmocnione konstrukcyjnie panele

Dla przemysłu opracowano wzmocnione moduły. Mogą bowiem pełnić funkcję nośną. Zastępują tradycyjne elementy fasady. W rezultacie są integralną częścią konstrukcji.

To rozwiązanie cenione w nowoczesnym budownictwie. Liczy się bowiem każda optymalizacja wagi. Liczy się optymalizacja obciążeń.

Systemy zarządzania energią

Inwertery i systemy zarządzania są równie ważne. Nowoczesne mikroinwertery optymalizują produkcję. W rezultacie każdy panel pracuje niezależnie. To istotne w elewacjach.

Warunki oświetlenia różnią się w częściach budynku. Tym samym systemy inteligentnego zarządzania optymalizują zużycie. Kierują prąd tam, gdzie jest potrzebny. W obiektach przemysłowych każda optymalizacja się liczy.

Wyzwania techniczne i projektowe przy instalacji BIPV

Jak każda zaawansowana technologia, BIPV niesie wyzwania. Ich świadomość jest bowiem kluczowa dla sukcesu. W związku z tym zrozumienie ich na etapie planowania pozwala uniknąć problemów.

Optymalizacja produkcji na elewacjach

Pierwszym wyzwaniem jest projektowanie pod kątem optymalizacji. Elewacje pionowe mają bowiem gorsze warunki nasłonecznienia. Południowa ściana produkuje około 60-70% energii w porównaniu do dachu.

Trzeba uwzględnić to w kalkulacjach. Trzeba uwzględnić w wyborze technologii. Ponadto projektant musi przeanalizować orientację. Musi sprawdzić zacienienia. Musi ocenić lokalne warunki klimatyczne.

Wyzwania konstrukcyjne

Integracja konstrukcyjna to kolejne wyzwanie. BIPV musi bowiem spełniać wszystkie wymagania materiałów budowlanych. Nośność jest kluczowa. Wodoszczelność też. Izolacja termiczna i akustyczna również.

Projektowanie musi uwzględniać obciążenia. Wiatr jest istotnym czynnikiem. Śnieg też. Rozszerzalność termiczna również. W rezultacie w przypadku dużych powierzchni nawet niewielkie błędy prowadzą do problemów.

Zarządzanie ciepłem w modułach

Zarządzanie ciepłem to problem specyficzny. Panele fotowoltaiczne nagrzewają się podczas pracy. Ich sprawność spada bowiem wraz z temperaturą. W modułach zintegrowanych przepływ powietrza może być ograniczony.

Temperatura może rosnąć bardziej. Dlatego kluczowe jest zaprojektowanie wentylacji. W rezultacie systemy odwodzenia ciepła utrzymują optymalne warunki. To zapewnia maksymalną efektywność.

Problem zacienień

Cienie i przesłonięcia to realne wyzwanie. Tereny zakładów to bowiem labirynt budynków. Są tam kominy, silosy, a także maszty. W związku z tym każdy element może rzucać cień.

Każde zacienienie obniża produkcję. Dlatego dokładna analiza jest niezbędna. Często wykorzystuje się narzędzia do modelowania 3D. Ponadto nowoczesne systemy z optymalizatorami minimalizują straty. Najlepiej jednak unikać problemów już na etapie projektu.

Instalacja na dużych wysokościach

Instalacja modułów na dużych wysokościach wymaga sprzętu. Magazyny wysokiego składowania to bowiem norma. Wymiana modułu na wysokości 25 metrów to wyzwanie. To zupełnie inna sprawa niż praca na zwykłym dachu.

Koszty montażu rosną wraz z wysokością. Tym samym wymagania bezpieczeństwa też rosną. Planowanie musi uwzględniać dostęp dźwigów. Musi uwzględniać dostęp platform. Musi uwzględniać dostęp innych maszyn budowlanych.

Połączenia elektryczne

Połączenia i okablowanie w systemach BIPV wymagają uwagi. Trzeba bowiem zaplanować trasy kabli, punkty połączeń i systemy zabezpieczeń. Nie może to zaburzać funkcjonalności budynku.

W środowisku przemysłowym występują silne pola elektromagnetyczne. Występują także wibracje. W związku z tym wymagania są restrykcyjne. To wymaga szczególnej staranności w projektowaniu.

Źródło: gleobenergia.pl

BIPV a normy budowlane i przepisy prawne

Prawne i normatywne aspekty BIPV budzą pytania inwestorów. Przepisy regulujące tę dziedzinę są bowiem stosunkowo młode. Wciąż ewoluują. W związku z tym to wymaga od deweloperów znajomości aktualnego stanu prawnego. Wymaga też śledzenia zmian legislacyjnych.

Przepisy budowlane dotyczące BIPV

W Polsce BIPV podlega tym samym regulacjom co tradycyjne materiały. Podlega też regulacjom dotyczącym instalacji fotowoltaicznych. Kluczowym dokumentem jest bowiem Prawo budowlane. Definiuje wymagania dotyczące obiektów budowlanych.

Moduły BIPV jako elementy elewacji muszą spełniać wymagania. Bezpieczeństwo pożarowe jest kluczowe. Nośność konstrukcji też. Ponadto izolacyjność termiczna również. Dodatkowo jako instalacje elektryczne podlegają przepisom dotyczącym fotowoltaiki.

Certyfikacja i deklaracje zgodności

Certyfikacja i deklaracje to absolutna podstawa. Wszystkie moduły BIPV muszą bowiem posiadać odpowiednie certyfikaty. Potwierdzają zgodność z normami europejskimi. Dla paneli fotowoltaicznych są to głównie normy serii IEC 61215 dla modułów krystalicznych. Oraz IEC 61646 dla modułów cienkowarstwowych.

Dodatkowo jako elementy budowlane moduły muszą spełniać wymagania. Określone w przepisach krajowych dotyczących wyrobów budowlanych. W rezultacie to zapewnia bezpieczeństwo i trwałość konstrukcji.

Procedury administracyjne

Procedury administracyjne związane z realizacją BIPV mogą się różnić. Zależy to bowiem od tego, czy mówimy o nowym budynku. Czy też o modernizacji istniejącego obiektu. W przypadku nowych inwestycji BIPV powinien być uwzględniony w projekcie budowlanym.

To upraszcza sprawę. Tym samym wszystkie aspekty są rozpatrywane kompleksowo przez właściwy organ. Modernizacja istniejących obiektów może natomiast wymagać dodatkowych pozwoleń. Szczególnie jeśli zmienia się funkcja elewacji lub jej wygląd.

Przyłączenie do sieci energetycznej

Przyłączenie instalacji BIPV do sieci wymaga uzyskania warunków. Otrzymuje się je bowiem od Operatora Sieci Dystrybucyjnej. W przypadku dużych instalacji przekraczających 50 kW proces może być skomplikowany. Może być także czasochłonny.

Trzeba przygotować odpowiednią dokumentację techniczną. Trzeba także uzgodnić parametry przyłączenia. Często przeprowadza się badania wpływu instalacji na lokalną sieć elektroenergetyczną.

Rejestracja w rejestrach URE

Rejestracja w rejestrach prowadzonych przez URE to kolejny krok. Instalacje do 50 kW rejestruje się bowiem w rejestrze wytwórców energii w małej instalacji. Większe systemy wymagają natomiast wpisu do rejestru wytwórców.

Te formalności są warunkiem legalnego działania. Są także warunkiem możliwości rozliczania się z OSD w ramach systemu opustów czy sprzedaży energii.

Kwestie podatkowe

Warto wspomnieć o kwestiach podatkowych. Instalacje fotowoltaiczne mogą być bowiem traktowane jako środki trwałe. Podlegają amortyzacji. To ma wpływ na rozliczenia podatkowe przedsiębiorstwa.

BIPV będąc integralną częścią budynku może być amortyzowany razem z budynkiem. Może też być amortyzowany jako osobna kategoria. W związku z tym zależy od przyjętej polityki rachunkowości firmy.

Zwrot z inwestycji i finansowanie projektów BIPV

Każda decyzja inwestycyjna w przedsiębiorstwie musi przejść przez analizę finansową. BIPV w przemyśle nie jest tu wyjątkiem. W związku z tym zrozumienie mechanizmów zwrotu z inwestycji jest kluczowe. Dostępne źródła finansowania też mają znaczenie.

Kalkulacja zwrotu z inwestycji

Typowy okres zwrotu w BIPV dla obiektów przemysłowych wynosi od 8 do 15 lat. Zależy bowiem od wielu czynników. Te zmienne to przede wszystkim orientacja i lokalizacja budynku. Wielkość instalacji. Ponadto przyjęta technologia modułów oraz ceny energii elektrycznej.

W najkorzystniejszych przypadkach okres zwrotu może się skrócić. Duże instalacje na elewacjach południowych w regionach o wysokim nasłonecznieniu przy wsparciu dotacjami mogą zwrócić się w 6-7 lat.

Całościowa analiza korzyści

Obliczając zwrot z inwestycji trzeba uwzględnić wszystko. Nie tylko bowiem bezpośrednie oszczędności na rachunkach. Także dodatkowe korzyści. Poprawiona izolacja termiczna budynku. Ponadto zwiększona wartość nieruchomości oraz korzyści wizerunkowe.

Potencjalne przychody ze sprzedaży nadwyżek energii. Wszystko to składa się na całościowy obraz. Nie zapominajmy też o długiej żywotności systemów BIPV. W rezultacie po okresie zwrotu instalacja będzie nadal generować oszczędności przez kolejne 10-15 lat, a nawet dłużej.

Źródła finansowania własnego

Finansowanie projektów BIPV może pochodzić z różnych źródeł. Najbardziej oczywistym jest bowiem finansowanie własne przedsiębiorstwa. Nie jest to jednak jedyna opcja. Wiele firm korzysta z kredytów. Korzysta też z leasingu inwestycyjnego.

To pozwala rozłożyć wydatki w czasie. Ponadto pozwala zachować płynność finansową. Niektóre banki oferują specjalne produkty kredytowe dedykowane inwestycjom w odnawialne źródła energii. Często z preferencyjnym oprocentowaniem.

Programy unijne i dotacje

Programy unijne to istotne źródło wsparcia. W ramach obecnej perspektywy finansowej 2021-2027 dostępne są bowiem różne programy operacyjne. Oferują dofinansowanie dla projektów związanych z OZE. Fundusze europejskie mogą pokryć nawet do 50% kosztów kwalifikowanych.

To znacząco poprawia opłacalność projektu. Warto jednak pamiętać, że procedury aplikacyjne są często skomplikowane. Są także czasochłonne. W związku z tym wymagają przygotowania szczegółowej dokumentacji.

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej to kolejna instytucja. Wojewódzkie fundusze ochrony środowiska też. Oferują bowiem wsparcie finansowe dla projektów OZE. Oferują zarówno dotacje jak i preferencyjne pożyczki.

Programy te są regularnie aktualizowane. W związku z tym warto śledzić bieżące nabory. Warto także dostosowywać plany inwestycyjne do dostępnych możliwości finansowania.

Model PPA

Model PPA to stosunkowo nowe rozwiązanie. Power Purchase Agreement rozwija się bowiem dynamicznie na polskim rynku. Polega na tym, że firma zewnętrzna finansuje budowę instalacji BIPV. Następnie przedsiębiorstwo przemysłowe zobowiązuje się do długoterminowego zakupu energii.

Z tej instalacji po ustalonej cenie. To rozwiązanie pozwala uniknąć wysokich nakładów inwestycyjnych. Jednocześnie czerpie korzyści z tańszej zielonej energii. Inwestycje w farmy fotowoltaiczne pokazują, jak różnorodne mogą być modele finansowania.

Konserwacja i utrzymanie systemów BIPV

Trwałość i niezawodność BIPV w przemyśle zależy od właściwego utrzymania. Systemy fotowoltaiczne są bowiem uważane za niewymagające intensywnej obsługi. Jednak regularna konserwacja znacząco wpływa na ich efektywność. Wpływa też na żywotność.

Regularne czyszczenie modułów

Czyszczenie modułów fotowoltaicznych to podstawowy element konserwacji. Na elewacjach przemysłowych gromadzą się bowiem różne zanieczyszczenia. Kurz, pył, pyłki roślinne. Ponadto ptasie odchody i inne. Mogą obniżać produkcję energii nawet o 15-25%.

W środowisku przemysłowym w powietrzu może unosić się więcej zanieczyszczeń. W związku z tym problem ten jest bardziej wyraźny. Mycie paneli fotowoltaicznych powinno odbywać się regularnie. Zazwyczaj 2-4 razy w roku w zależności od lokalnych warunków.

Inspekcje techniczne

Inspekcje techniczne pozwalają na wczesne wykrycie problemów. Regularne przeglądy powinny bowiem obejmować kontrolę stanu modułów. Sprawdzenie połączeń elektrycznych. Ponadto weryfikację pracy inwerterów oraz ocenę stanu konstrukcji wsporczych.

W przypadku BIPV szczególną uwagę należy zwrócić na szczelność połączeń z elewacją. Brak oznak przecieków. W rezultacie brak uszkodzeń wywołanych przez warunki atmosferyczne.

Monitoring i diagnostyka systemów

Nowoczesne systemy BIPV wyposażone są w zaawansowane systemy monitoringu. W czasie rzeczywistym bowiem śledzą produkcję energii. Wykrywają anomalie. Alarmują także o potencjalnych problemach.

Monitoring pozwala na szybką reakcję w przypadku awarii lub spadku wydajności. W obiektach przemysłowych każda godzina przestoju może bowiem generować straty. W związku z tym możliwość błyskawicznej diagnostyki ma ogromną wartość.

Termowizja w diagnostyce

Termowizja to narzędzie, które powinno być wykorzystywane podczas regularnych inspekcji. Kamera termowizyjna pozwala bowiem wykryć tzw. hot spoty. Miejsca o podwyższonej temperaturze. Mogą świadczyć o uszkodzonych ogniwach.

O złych połączeniach lub innych defektach. W rezultacie wczesne wykrycie takich problemów pozwala na szybką naprawę. Zanim drobny defekt przekształci się w poważną awarię.

Serwis i naprawy awaryjne

Nawet najlepiej zaprojektowany system może wymagać napraw. Uszkodzenia mechaniczne spowodowane przez warunki pogodowe. Ponadto awarie inwerterów czy degradacja modułów. To rzeczy, które mogą się zdarzyć.

Dlatego tak ważne jest posiadanie umowy serwisowej z wykwalifikowanym dostawcą usług O&M. Profesjonalna obsługa gwarantuje bowiem nie tylko szybkie usunięcie awarii. Także regularne przeglądy prewencyjne minimalizujące ryzyko nieplanowanych przestojów.

Specyfika napraw BIPV

Warto zwrócić uwagę, że w przypadku BIPV naprawy mogą być bardziej skomplikowane. Moduły zintegrowane z elewacją pełnią bowiem także funkcję konstrukcyjną. W związku z tym ich wymiana wymaga nie tylko wiedzy elektrycznej. Także zrozumienia aspektów budowlanych.

Dlatego tak ważne jest, aby serwisem zajmowały się firmy z odpowiednim doświadczeniem w obsłudze systemów building-integrated photovoltaics.

Przyszłość BIPV w sektorze przemysłowym

Patrzymy w przyszłość z optymizmem. BIPV w przemyśle ma bowiem przed sobą ogromny potencjał rozwoju. Trendy, które obserwujemy na rynku sugerują wiele. W rezultacie ta technologia będzie odgrywać coraz większą rolę w transformacji energetycznej.

Rozwój technologiczny materiałów

Innowacje w dziedzinie materiałów postępują w zawrotnym tempie. W dziedzinie technologii produkcji modułów też. Perowskity to bowiem nowa generacja materiałów fotowoltaicznych. Obiecują rewolucję w efektywności. Obiecują także rewolucję w kosztach produkcji.

Pierwsze komercyjne zastosowania perowskitowych ogniw pojawiają się na rynku. Prognozy wskazują, że w ciągu najbliższych 5-10 lat mogą stać się standardem. Ich zaletą jest bowiem nie tylko wysoka sprawność. Także możliwość produkcji elastycznych, lekkich modułów o różnych kolorach i stopniach przezroczystości.

Organiczne ogniwa fotowoltaiczne

Organiczne ogniwa fotowoltaiczne to kolejna obiecująca technologia. Choć obecnie ich sprawność jest niższa niż tradycyjnych modułów. Jednak szybko się poprawia. Największą zaletą OPV jest bowiem możliwość wytwarzania ich metodą druku.

To dramatycznie obniża koszty produkcji. Ponadto otwiera drzwi do zupełnie nowych zastosowań. Wyobraźmy sobie rolety w oknach fabryki jednocześnie generujące energię. Albo banery reklamowe na elewacjach magazynów produkujące prąd. W rezultacie to wszystko może być możliwe dzięki OPV.

Integracja z systemami zarządzania

Przyszłość BIPV to nie tylko same moduły fotowoltaiczne. To bowiem całe ekosystemy inteligentnego zarządzania energią. Systemy te będą integrowały produkcję energii z BIPV z magazynami energii. Z systemami zarządzania obciążeniem. Ze sieciami smart grid.

Sztuczna inteligencja i algorytmy uczenia będą optymalizować przepływy energii w czasie rzeczywistym. Tym samym maksymalizując autokonsumpcję. Minimalizując pobór energii z sieci w godzinach szczytowych.

Magazyny energii

Połączenie BIPV z magazynami energii staje się coraz bardziej popularne. Szczególnie z bateriami litowo-jonowymi. Magazyny pozwalają bowiem na przesunięcie wykorzystania wyprodukowanej energii w czasie. Możemy gromadzić energię w ciągu dnia. Następnie wykorzystywać ją wieczorem czy w nocy.

Gdy instalacja nie produkuje. W rezultacie dla obiektów przemysłowych pracujących w systemie wielozmianowym to ogromna korzyść. Pozwala na jeszcze lepsze wykorzystanie potencjału BIPV.

Zmiany regulacyjne

Unia Europejska konsekwentnie zacieśnia wymogi dotyczące efektywności energetycznej budynków. Dotyczące także redukcji emisji CO₂. Kolejne aktualizacje dyrektywy w sprawie charakterystyki energetycznej budynków stawiają bowiem coraz wyższe standardy.

De facto wymuszają stosowanie rozwiązań takich jak BIPV w nowych obiektach. W perspektywie najbliższych lat możemy się spodziewać, że BIPV stanie się standardem w budownictwie przemysłowym. Podobnie jak dziś standardem są izolacje termiczne czy systemy wentylacyjne z odzyskiem ciepła.

Nowe instrumenty finansowe

Programy wsparcia finansowego również będą ewoluować. Oprócz tradycyjnych dotacji i kredytów pojawiają się bowiem nowe instrumenty. Zielone obligacje. Fundusze klimatyczne. Te mechanizmy mają na celu ułatwienie przedsiębiorstwom dostępu do kapitału na inwestycje w OZE, w tym w BIPV.

Rosnąca świadomość ekologiczna

Nie możemy zapominać o zmieniających się oczekiwaniach społecznych. Konsumenci coraz głośniej bowiem domagają się od przedsiębiorstw działań na rzecz ochrony klimatu. Inwestorzy także. Regulatorzy też.

Raportowanie ESG staje się standardem w biznesie. Tym samym firmy, które nie potrafią wykazać się konkretnymi działaniami proekologicznymi mogą mieć problem z pozyskaniem kapitału czy kontraktów. W rezultacie BIPV to doskonała, wizualnie efektowna odpowiedź na te oczekiwania.

Podsumowanie – BIPV w przemyśle

BIPV w przemyśle to więcej niż tylko technologia. To całościowe podejście do projektowania obiektów produkcyjnych w erze transformacji. Building-integrated photovoltaics łączy bowiem architekturę z energetyką. Łączy estetykę z funkcjonalnością. Łączy ekologię z ekonomią.

Dla przedsiębiorców to szansa na obniżenie kosztów. Na zwiększenie niezależności energetycznej. Na budowanie pozytywnego wizerunku. Elewacje fabryk przez dziesięciolecia były jedynie osłoną. Dziś mogą stać się aktywnymi producentami czystej energii. Dzięki BIPV można zamienić niewykorzystany potencjał w realną wartość.

Realizacje przemysłowe na świecie pokazują dojrzałość technologii. Od gigantycznych fabryk w Kalifornii przez centra logistyczne w Niemczech aż po zakłady w Szwajcarii. Polska także zaczyna eksplorować możliwości. Kolejne lata zapowiadają dynamiczny rozwój rynku.

Wyzwania związane z wdrożeniem są realne. Jednak możliwe do pokonania. Kluczem jest profesjonalne podejście. Współpraca z doświadczonymi partnerami. Świadome planowanie. Właściwie zaprojektowany system BIPV zwróci się w perspektywie kilku do kilkunastu lat. Następnie będzie generować zyski przez dekady.

Przyszłość należy do przedsiębiorstw łączących efektywność z odpowiedzialnością za środowisko. BIPV to rozwiązanie dostępne tu i teraz. Dla firm myślących strategicznie to naturalna ścieżka rozwoju.


Planujecie budowę swojej farmy fotowoltaicznej lub poszukujecie firmy świadczącej usługi O&M?

Chcecie zakupić projekt farmy fotowoltaicznej lub wiatrowej i potrzebujecie sprawnie i profesjonalnie wykonać audyt / due diligence?

Poszukujecie recyklera paneli fotowoltaicznych lub firmy myjącej instalacje i farmy fotowoltaiczne?

Zapraszamy do kontaktu z Nami!

+48 797 897 895