В.Р. Шарафян

Преобразование солнечного света в электрический ток является основной функцией фотоэлектрических модулей (или иначе, PV модулей). На выходе фотоэлектрического модуля генерируется постоянный ток, который может использоваться как напрямую, так и накапливаться в аккумуляторных батареях для дальнейшего использования. В 70-80-ых годах ХХ столетия родилась идея превратить здания и городские постройки из потребителей энергии в энерговырабатывающие электростанции при помощи установки на них фотоэлектрических модулей или, проще говоря, солнечных батарей. Сейчас сложно сказать, кто первым предложил эту идею, но пожалуй самую большую роль в ее популяризации принадлежит швейцарскому инженеру Маркусу Реалу (Markus G. Real ). В 1986 г. он взялся за амбициозный проект установки 1 МВт солнечных батарей, обзвонив 333 цюрихских домовладельца и уговорив их установить солнечные панели на крышах своих домов. Так родилась идея децентрализованной генерации и накопления электроэнергии, т. е. фактически то, что сейчас принято называть «умной сетью электроснабжения» (Smart Grid). Практически одновременно с популяризацией этой идеи возникла необходимость проработки различных вариантов интеграции фотоэлектрических моду-лей в конструкцию здания, так как дискуссии о нарушении эстетики и архитектурной целостности зданий стали новым препятствий на ее пути.

Так, наряду с обычной установкой фотоэлектрических модулей с целью получения электроэнергии родились два новых понятия в архитектуре описывающих два основных подхода в интеграции солнечных батарей в конструкцию зданий:

Интересно отметить, что кроме приведенной выше, расшифровки аббревиатуры BAPV, в литературе встречаются другие варианты :

что, к счастью, не меняет ее смысла и саму аббревиатуру. Вообще, путаница и неопределенность терминов в литературе по интегрированным фотоэлектрическим модулям в настоящее время является достаточно распространенным явлением. Можно сказать, что устойчивая терминология пока еще не сложилась в этом, практически только зарождающемся, разделе архитектуры. В русскоязычной литературе терминология вовсе не систематизирована по причине практического ее отсутствия по данной тематике. Взявшись за написание данной статьи, автор преследовал в том числе и цель внести некую ясность в терминологии. Таким образом, обобщая вышесказанное можно заключить, что фотоэлектрические модули могут быть просто установлены на внешней оболочке здания (Рисунок 1) или же могут быть интегрированы в ее архитектурную концепцию (Рисунок 2). Интеграция фотоэлектрических модулей может быть достигнута двумя разными способами—BAPV и BIPV. В данной статье мы будем рассматривать только интегрированные в архитектуру здания фотоэлектрические модули.

Как правило, в случае монтажа фотоэлектрических модулей, поверх существующей кровли (Рисунок 1), применяются стандартные модули с соответствующими креплениями в то время как в случае интеграции, к панелям и креплениям могут предъявляться определенные дизайнерские и технические ограничения. Разработка различного вида креплений для интеграции солнечных панелей стала отдельной производственной отраслью и с каждым годом производители предлагают нам все новые и новые системы креплений для различных типов фасадов и кровли. К BAPV модулям, обычно, не предъявляют никаких специальных требований кроме эстетической привлекательности т. к. они не несут никаких дополнительных функций и главной их задачей является эффективное преобразования солнечной энергии в электрическую. В то же время, в случае BIPV, фотоэлектрические модули заменяют собой часть внешней оболочки здания и должны обладать всеми функциями заменяемой конструкции. Тем самым, очевидно что BIPV модули должны удовлетворять гораздо большему числу требований.

В настоящее время, Европейский комитет по электротехнической стандартизации (CENELEC), отвечающий за европейские стандарты в области электротехники, запустил проект разработки единого стандарта для фотоэлектрических модулей BIPV (prEN 50583 Photovoltaics in buildings). Отсутствие этого стандарта сейчас является одной из сдерживающих причин для развития отрасли BIPV, так как, в настоящее время все BIPV модули проверяются на соответствие одновременно нескольким стандартам. Другой сдерживающей причиной, конечно же являются несколько более высокие цены на BIPV — модули по сравнению с обычными фотоэлектрическими модулями. Фактически, две эти причины привели к банкротству целого ряда BIPV — ориентированных производителей фотоэлектрических модулей. Вместе с их банкротством с рынка исчезли некоторые из разработанных ими разновидностей фотоэлектрических модулей. Например, в настоящее время практически не производятся гибкие тонкопленочные модули на которые возлагались большие надежды в плане их использования в BAPV-BIPV проектах.

Активное участие в разработке европейского стандарта BIPV prEN50583 принимает исследовательская группа Task 41 Solar Energy&Architecture из «Международного энергетического агентства по солнечному отоплению и кондиционированию» IEA SHC (International Energy Agency Solar Heating and Cooling Programme). Группа Task 41 предложила следующие категорий интеграции фотоэлектрических модулей в архитектуре (как BIPV так и BAPV):

1. добавление фотоэлектрических модулей
2. добавление модулей с двойной функцией
3. отдельно стоящая конструкция
4. часть поверхности ограждающей конструкции
5. полностью фасад здания
6. форма здания, оптимизированная для максимального сбора солнечной энергии
7. другие (отличные от 1-6)

Как мы уже отмечали в случае BAPV, фотоэлектрические модули, как правило, рассматриваются в качестве дополнительных устройств, добавленных к оболочке здания даже если они органично вписаны в архитектурную концепцию. В то же время, в случае BIPV, фотоэлектрические модули являются компонентами строительных материалов они одновременно являются и неотъемлемой частью конструкции здания и частью общего архитектурного дизайна. В этом случае, мы имеем более продуманное архитектурное решение, а некоторые реализованные проекты по праву считаются инновационными. Другими словами BIPV — это инновационная отрасль строительной индустрии и она требует совместного творческого труда архитекторов, дизайнеров, проектировщиков, и производителей фотоэлектрических модулей. Результатом такого сотрудничества должно стать не только обеспечение оптимального сбора солнечной энергии, но и достижение необходимых физико-технических характеристик ограждающих конструкций BIPV-теплопроводности, шумоизоляции, гидроизоляции, механической прочности и т.д.

Для внедрения в оболочку здания фотоэлектрических модулей исследовательская группа Task 41 предложила следующие технологические категории, представленные на Рисунке 4.

Солнечные модули отличаются от традиционных материалов своей основной функцией, они производят электричество. Поэтому разумнее изначально учесть их расположение в концепции дизайна здания, учитывая все особенности солнечного освещения, диктуемые географической широтой местности, близостью соседствующих строений, особенностью рельефа и пр. То есть при проектировании зданий с интегрированными солнечными модулями, помимо чисто архитектурных изысков нужно еще учитывать расположение и ориентацию модулей по отношению к солнцу. Любой удачный проект является результатом компромисса между двумя этими подходами. Количество падающей на поверхность здания солнечной радиации зависит от ориентации этой поверхности и от географической широты местности. Оптимальным является угол наклона к горизонту близкий к географической широте и направленный четко на юг, например для Москвы 38° к горизонту . Небольшие отклонения от этого оптимального угла наклона и направления приводят лишь к небольшим потерям в выработке. Скажем для географической широты Москвы углы наклона 25°-45°можно считать вполне оптимальными. Если принять данный оптимальный угол и направление за 100%, то выработка от остальных поверхностей здания выглядит как показано на Рисунке 5.

Разновидности фотоэлектрических модулей

Фотоэлектрические модули отличаются друг от друга по составу и технологии производства, что непосредственно влияет на их дизайн и в конечном итоге на архитектуру здания. Подавляющее большинство выпускаемых ныне солнечных модулей основаны на кремнии. Кремний является довольно распространенным в природе химическим элементом, что и удерживает его на первом месте в этом рейтинге.

Принцип работы фотоэлектрических модулей не является предметом рассмотрения в данной статье, но знание их разновидностей и отличительных особенностей просто необходимо для архитекторов и проектировщиков. Ниже мы приведем схематически разновидности современных фотоэлектрических модулей, разделенных по их химическому составу и дадим характеристики каждого из них.

Монокристаллические и поликристаллические панели состоят из ячеек. Причем, монокристаллические ячейки, как правило, имеют форму «выпуклого» квадрата (см. Рисунок 7), что связана с тем, что ячейки вырезаются из монокристалла цилиндрической формы, а поликристаллические - форму прямоугольника или квадрата т. к. их вырезают из «менее чистого» кристалла, имеющего форму параллелепипеда.

Поликристаллические ячейки могут иметь поверхность разных оттенков и не только однородную структуру, но также структуру в виде морозных узоров (Рисунок 8).

Тонкопленочные солнечные панели на основе аморфного кремния a-Si, CIGS (cuprum-irridiumgalium-selenide) или CaTe (cadmium-teluride), имеют однородную структуру по всей поверхности модуля и являются результатом совершенно иной технологии производства, и так же представляют большое разнообразие для дизайна по фактуре, текстуре, цвету и степени прозрачности и отлично подходят для фасадных решений.

Наружный слой интегрированных фотоэлектрических модулей, выполняет так же функцию отделочного материала для внешней оболочки здания. Поэтому, производители модулей стремятся создать привлекательный с эстетической точки зрения дизайн внешней поверхности модулей, разрабатывая новые технологии производства (Рисунок 9).

Внешне привлекательным качеством солнечных модулей является так же и то, что панели в любом случае, отражают окружающую среду как зеркало. Отражения бывают с разными эффектами, искаженными на матовой поверхности или четкими на глянцевой поверхности. В некоторых случаях, отражения могут быть нечеткими или незаметными. Все эти условия могут быть включены в концепцию дизайна.

Для светопрозрачных фасдов и атриумов подходят полупрозрачные PV модули. Они могут быть как кристаллическими так и тонкопленочными. Кристаллические полупрозрачные модули представляют собой два прозрачных стеклянных слоя, между которыми помещены фотоэлектричесике кремниевые ячейки с некоторыми промежутками (см. рис. Рисунок 10). Тонкопленочные же млдули однородны по всей площади с разной степенью прозрачности. Такой вид остекления, используется для затенения внутреннего пространства.

Выработка электроэнергии и связные вопросы

С точки зрения физики, электричество является высокотехнологичным видом энергии, так как может быть легко преобразовано в любой другой вид энергии (свет, тепло и т.д). Это обстоятельство делает электричество незаменимым в нашей повседневной жизни, по крайней мере, ближайшее время. В настоящее время, в особенности в Европе, в развитие энергетической отрасли, четко наблюдаются две тенденции. С одной стороны делается большая ставка на возобновляемые источники энергии и с другой стороны делается упор на децентрализацию процесса генерации электроэнергии. Обе эти тенденции привели к бурному росту солнечной энергетики и в частности к увеличению интегрированных в архитектуру BAPV/BIPV решений. Увеличение стоимости электроэнергии с одной стороны и уменьшение стоимости PV-панелей в следствие усовершенствования технологий, делает проекты BAPV/BIPV экономически более привлекательными. На самом деле, все PV-системы по способу хранения и использования вырабатываемой энергии следует разделить на две большие категории. В первую категорию входят полностью автономные, не связанные центральной системой электроснабжения off-Grid системы, а во вторую PV — системы подключенные к центральной системе электроснабжения on-Grid системы. Мы не будем останавливаться на технических аспектах, подчеркнем лишь, что так как в истории возникновения электрических сетей возобладал предложенный Никола Тэсла вариант генерации и транспортировки переменного тока то соответственно подавляющее большинство электроприборов рассчитаны именно на переменный ток. Это делает т. н. инвертор — преобразователь постоянного тока в переменный ток стандартной электросети неотъемлемой и очень важной частью всех PV — систем. Помимо этого, автономные системы должны быть снабжены заряжаемыми батареями для обеспечения потребителя электроэнергией в темной время суток. В on-Grid системах в качестве батарей выступает сама стационарная сеть и отданные в дневное время излишки электроэнергии возвращаются потребителю в ночное время.

Приведем приблизительную выработку энергии для BAPV/BIPV систем для различного типа строений:

Особняки, частные домовладения	1-7 кВт
Большие здания. Индустриальные здания	10кВт-2мВт
Локальные сети	10 кВт-

Применение в фасадах

Как мы уже говорили, фотоэлектрические модули могут быть применены как только в качестве внешнего облицовочного слоя фасада, так и могут частично или полностью заменить всю фасадную систему целиком. В зависимости от этого к фотоэлектрическим компонентам предъявляются различные требования.

В непрозрачных холодных фасадах, PV-панели используются в качестве вентилируемого фасада и устанавливается поверх теплоизоляции. В этом случае обычно создают вентилируемую систему, которая помогает избежать снижение эффективности, в результате перегрева панелей. По мере того как охлаждающий воздух нагревается от панелей, некоторые системы используют его для отопления здания (PVT).

Рисунок 12: Облицовка фасада фотоэлектрическими модулями (вентилируемый фасад). Слева - Здание с вентилируемым фасадом, совместный проект Onyx-Solar и Cardenal Herrera University (Испания), В центре - Муниципальное здание с вентилируемым PV-фасадом в Испании, Справа - Схематичное изображение вентилируемого фасада.

Для быстрого и удобного монтажа во внешнюю оболочку здания, производителями разработаны разнообразные системы крепления как для каркасных так и бескаркасных модулей. Некоторые крепежные системы защищены авторскими правами и подходят только для определенного типа модулей.

Прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные фотоэлектрические модули с удовлетворительной теплопроводностью, так же могут быть применены в качестве вентилируемого фасада без дополнительного теплоизолирующего слоя (см. Рисунок 12 ).

PV-модули, для прозрачных или полупрозрачных фасадов могут быть как кристаллическими, как показано на Рисунке 10, так и тонкопленочными с очень большой степенью прозрачности (Рисунок 11) или в сочетании с обычным остеклением (Рисунок 14)

Применения на кровле

Так же как и в случае фасадов, PV-системы могут быть добавлены на кровлю в качестве внешнего слоя или могут полностью заменить частично или полностью всю кровельную систему целиком обеспечивая изоляцию от климатических воздействий.

Особенно часто фотоэлектрические модули применяются в скатных кровлях используя существующий угол наклона кровли без дополнительных опор для монтажа (см. Рисунок 17 слева).

В случае плоских непрозрачных кровель, довольно часто встречаются фотоэлектрические модули монтированные с помощью специальных опор, обеспечивающих оптимальный угол наклона (см. Рисунок 17 справа).

Гибкие тонкие модули на пластиковой подложке, могут применяться как традиционный кровельные материал и подходят для крыш любой формы. Такие модули укладываются на поверхность крыши как защитный, кровельный слой, обеспечивает бесшовную интеграцию с клейкой подложкой.

Полупрозрачные крыши применяются чаще для затенения, в основном в южных широтах. Эти решения обеспечивают контролируемое дневное освещение для интерьера, одновременно вырабатывая электроэнергию. При выборе солнечных модулей для интеграции в кровлю или фасад важно учитывать допустимое значение теплопроводности.

Большое распространение в последние годы получили черепичные кровли с использованием специальной BIPV-черепицы (см. Рисунок 20)

Фотоэлектрические модули в качестве внешних устройств.

Как мы уже отмечали, фотоэлектрические модули могут быть использованы и в качестве внешних устройств в оболочке здания. Рассмотрим подробнее несколько подобных случаев.

Наиболее часто фотоэлектрические модули в качестве внешнего устройства применяются для защиты от солнца и затенения внутреннего пространства дома.

Проще говоря, это случай когда полупрозрачные фотоэлектрические модули используются в качестве навесов, жалюзи или открывающихся ставней.

Другой, популярной темой в BIPV-архитектуре в последнее время стало применение фотоэлектрических модулей в парапетах, балконах и навесах. Здесь успешно применяются как прозрачные так и полупрозрачные и непрозрачные модули.

 
 
 

К этому классу интегрированных в строения фотоэлектрических модулей можно отнести навесы над автомобильными парковками, автозаправочными станциями, остановками транспорта и пр.

Дизайнерские приемы для интеграции фотоэлектрических модулей в архитектуру здания.

Современные фотоэлектрические модули могут быть включены, практически, в любой архитектурный проект и как строительный материал для облицовки здания и для создания самих ограждающих конструкций зданий, и как чисто внешнее устройство. И во всех этих случаях они могут успешно дополнять художественный замысел архитектурного проекта. Для успешного, с архитектурной точки зрения, внедрения PV — систем, необходимо выбрать соответствующую «дизайн-стратегию». Нужно, конечно, иметь в виду, что конструктивное внедрение и дизайн-стратегия - фундаментально разные вещи, и в идеальном случае эти две концепции должны быть дополнены энергетической концепцией, обеспечивающей достаточную энергоэффективность. Когда подобная дизайн-концепция отсутствует, мы встречаемся с крайне не привлекательными вариантами внедрения PV — систем, когда фотоэлектрические модули размещены на самом здании или рядом, без всякой архитектурной концепции с единственной целью, обеспечить выработку электроэнергии.

Можно выделить следующие дизайн-стратегии для внедрения PV систем в архитектурный проект:

 

Коллаж — Родоначальником этого направления в архитектуре по праву, считается канадско-американский архитектор Фрэнк Гери, который еще в 1980 году установил две жестко скрепленные солнечные батареи на крыше своего «Spiller House» в Лос-Анджелесе (см. Рисунок 31 ). Как видно из фотографии, солнечные батареи из обычного оборудования превратились в дизайнерский аксессуари одновременно их несколько не традиционная, «небрежная» установка на крыше составляет некий композиционный коллаж. Продолжением подобного подхода можно считать здание знаменитого немецкого архитектора Рольфа Диша в «солнечной столице» Германии Фрайбурге, построенной в 1994г., однако в гораздо более крупном масштабе. Полностью вращающееся, круглое по форме здание, называемое «Heliotrop» (см. Рисунок 32), снабжена солнечными панелями на крыше площадью 50м², и если в случае «Spiller House» Фрэнка Гери, модули вполне могут быть демонтированы, то демонтаж солнечных модулей с крыши Heliotrop, представляется проблематичным хотя достаточно сложно назвать их интегрированными с кровлей. На самом деле, существуют три таких дома в Германии, первой экспериментальной, был построен в 1994 году как дом самого архитектора во Фрайбурге, в то время как два других используются в качестве выставочных зданий для компании Hansgrohe в Оффенбурге и стоматологической лаборатории в Hilpoltstein в Баварии

Спустя тридцать лет, концепция коллажа, заключающаяся в комбинации кажущихся несовместимыми вещей получила продолжение в проекте «Suncity»--Energy-Plus-Housing (Рисунок 33) архитектора Эрвина Калтенеггера в г. Вайц (Австрия). Этот проект был удостоен премии (Austrian Solar Prize) как пример удачного сочетания деревянной архитектуры и солнечных модулей, что составляет экологически абсолютно чистую комбинацию. Стоит отметить, что в этом проекте солнечные модули помимо выработки электроэнергии выполняют так же функцию козырьков над оконными и дверными проемами, подчеркивая нецелесообразность их демонтажа. Замечательным примером внедрения фотовольтаики в архитектурный дизайн исторического здания сделанный по принципу коллажа является проект реконструкции церкви Groenhof Castel во Фландрии (Бельгия) выполненный архитектурным бюро «Samyn&Partners» в 1996-99 годах (Рисунок 34).

Фотоэлектрический фасад расположен здесь перед зданием и воспринимается как элемент намеренно чуждый по отношению к архитектуре здания.

Интеграция — В то время как в Лос-Анджелесе Фрэнк Гери строил свой Spiller House, немецкий архитектор и инженер Томас Херцог начал переосмысливать роль архитектуры, в охране окружающей среды, совместимости природы и новых технологий, в экономии материальных ресурсов.

В 1979-82 годах он построил в Мюнхене жилой дом, который можно считать началом новой «зеленой» архитектуры с интеграцией солнечных панелей (Рисунок 35). Успешной реализации этого проекта способствовала кооперация с институтом солнечной энергии (Solar Energy Systems) научного общества Фраунгоффер (Fraunhoffer). При содействии этого института, в рамках европейского исследовательского проекта в оболочку жилого здания были внедрены 60м² солнечных модулей от разных производителей. И это был первый случай, когда солнечные модули полностью заменили части оболочки здания, а не просто были добавлены к существующей оболочке. Фактически, Томаса Херцога можно считать родоначальником BIPV, он предложил концепцию комплексного архитектурного проектирования, которая включает в себя как пространственный дизайн здания так и технические концепции относящиеся к механическим и прочим характеристикам ограждающих конструкций, и все эти концепции находятся в разумном балансе и дополняют друг друга.

Проработанные Томасом Херцогом почти 30 лет назад вопросы BIPV проектирования до сих пор остаются актуальными.

Явная интеграция (Доминирование). Родоначальником этого направления можно считать Рольфа Диша и другого знаменитого представителя фрайбургской научной школы Маттиаса Готца (Matthias Hotz), которые вместе спроектировали первую в мире абсолютно экологически чистую фабрику с нулевым выбросом во Фрайбурге и флагманский проект —Solar Region Friburg (солнечная деревня в окрестностях Фрайбурга см. Рисунки 36,37). Оба проекта были приурочены к международной выставке EXPO World Exhibition 2000. Основной целью данных проектов было - дать посетителям выставки наиболее ясное представление о «солнечной архитектуре».

Концепция доминирования, заключается в том чтобы выделить PV-системы среди других форм и материалов во внешнем облике здания. По замыслу проектировщика солнечная энергоустановка становится доминантой в архитектурной композиции здания, обеспечивая более яркий эстетический эффект по отношению к другим материалам. Солнечная технология выставляется напоказ, чтобы подчеркнуть инновационный, энергоэфективный характер здания. Это может быть выражено и в ориентации самого здания по отношению к солнцу и в угле наклона кровли. А с другой стороны цвет и форма фотоэлектрических модулей могут быть определяющими при выборе остальных строительных материалов, например остекления и пр.

 

Неявная интеграция (Подчиненность) — Приблизительно годом позже проекта «Solar Region Friburg», архитекторами Jourda и Perraudin был завершен проект здания «Академии последипломного Образования» (Mont Cenis Academy for Further Education in Herne см. Рисунок ) в г.Херне (Германия).

Академия Mont Cenis - это государственное учреждение с большим количеством различных функций: это колледж, библиотека, офисы, гостиница, ресторан, зона отдыха, спорт зал и т.д.. Конструкция состоит из деревянного каркаса, а основным ограждающим материалом является стекло в алюминиевой раме. Площадь остекления составляет 20.000м². Половина стеклянной области представляет собой интегрированные фотоэлектрические модули разной прозрачности обеспечивая оптимальное освещение и затенение, таким образом, что внутри здания на протяжении года обеспечивается мягкий средиземноморский климат.

Оставаясь в рамках разработанного Томасом Херцогом интеграционной концепции, в этом проекте фотовольтаика не бросается в глаза и практически незаметна в общей архитектуре здания. Являя собой самую большую по площади PV-интегрированную кровлю своего времени с почти 10 000м² и пиковой мощностью 1 МВт, кровельная система выполнена из полупрозрачных панелей практически не выделяется от остального остекления и выполняет в основном роль светового фонаря а выработка электроэнергии является всего лишь дополнительным «бонусом».

Концепция неявной, подчиненной интеграции получила новой дыхание и развитие в проектах одной из ведущих в области BIPV компании Onyx Solar. Пожалуй наиболее показательным проектом выполненным компанией Onyx Solar в стиле «неявной интеграции» является реконструкция кровли Традиционного рынка в г. Бехар провинции Саламанка в Испании (см. Рисунок 42 ). Компния Onyx Solar спроектировала 175м² светового люка из полупрозрачных тонкопленочных панелей разных расцветок. Помимо прочих достоинств сочетание цветного стекла с прозрачными впечатляет своей эстетикой вероятно вдохновленной картинами голландского живописца Пита Мондриана (Рисунок 43).

 
 

Имитация. Очевидно, что не оптимальные по эффективности, но хорошо вписанные в архитектуру кровли панели так же сомнительны как просто добавочно установленные, но эффективные.

Исследовательские проекты, типа Sun-Area (см. http://www.sun-area.net), показывают, что правильно ориентированные на кровле и оптимально подобранные по мощности солнечные панели могут решить проблему с электроснабжением для целого региона. Например, подобный расчет для немецкого города Оснабрюк, показал, что все городские потребности в электроэнергии могут быть покрыты солнечной энергией при «правильной» установке на крышах домов фотоэлектрических модулей. Авторы этого замечательного проекта утверждают на своем сайте, что разработанная ими методика показывает, что 20% крыш домов во всей Германии годны для установки солнечных батарей, и выработанная ими мощность может полностью покрыть потребности всех домовладений страны. С дугой стороны, такие примеры как реконструкция частного дома 1960г. в г. Тифенброн (см. Рисунок 44) или офисное здание Marche International Office (см. Рисунок 45) недалеко от города Винтертур (Швейцария) показывает каким обманчивым и незаметным может быть солнечная архитектура будущего.

Marche International Office - это первое в истории офисное здание в с нулевым потреблением энергии извне «Zero-Energy Building». Этот проект был удостоен европейского приза за применение интегрированных в здание солнечных модулей, т. е. Фактически, за BIPV. Примечательно, что главой жюри присудившей эту награду был сам профессор Томас Херцог.

Солнечные модули внедренные в кровлю настолько незаметны, что на первый взгляд их очень трудно обнаружить. Серо-голубые, тонкопленочные модули полностью имитируют структуру традиционной кровли.

Таким образом, принцип имитации заключается в гармоничном интегрировании PV модулей в структуру здания, с минимизацией видимых различий между фотоэлектрическими модулями и традиционными строительными материалами. Для этой цели, как правило, используются эксклюзивно произведенные для данного проекта солнечные модули.

Форма и размер PV — модулей в этом случае зависит главным образом от формы и размера той строительной конструкции, которую они будут имитировать. И хотя, экономическая целесообразность диктует увеличение площади установки, и тем самым предопределяет форму панелей наиболее удобную для этой цели, архитектурная концепция имитации диктует, чтобы, например, размер модулей всегда был сомасштабным и соответствовал размерам традиционных материалов. Отнюдь не все производителей фотоэлектрических модулей учитывают вышеупомянутые факторы и по этой причине не всегда находятся компромиссные модули для успешной интеграции панелей в структуру здания. Однако, используя творческий потенциал дизайнеров и архитекторов можно создать интересные проекты зданий любого назначения. Модули могут быть похожими также на окна по цвету и форме, могут удачно гармонировать с любым типом зданий, дополняя дизайн внешней оболочки, применяться и там где необходим дневной свет и там где требуется затенение.

Еще более впечатляющим проектом выполненным в концепции «имитация» является проект экспериментального дома предложенный студентами Технического Университета немецкого города Дармштадта (см. Рисунок ) подготовленный в рамках студенческого конкурса «Solar Decathlon 2007».

 
 

В этом проекте проектировщики скомбинировали тонкопленочные кремниевые фотоэлектрические модули с деревянными полосками жалюзи, сделав их заметными, разве что, при ближайшем рассмотрении (Рисунок 47). Более того, согласно описанию проекта, жалюзи автоматически поворачиваются на нужный угол в зависимости от времени суток вырабатывают максимум энергии, одновременно создавая оптимальное затенение.