Razvoj ahitkture prati razvoj novih tehnologija sa stalnom tendencijom unapređenja životnog i radnog prostora. Oduvek se težilo što većem iskorišćenju prirodnih resursa u poboljšanju ambijenta i lagodnosti, konfora i užitka tokom vrelih letnjih ili hladnih zimskih dana. Čak kod naselja Lepenskog vira možemo uočiti da su osnove stambenih i sakralnih objekata izvedene iz kruga ili trougla tj. u obliku zaobljenog trapeza što navodi na zaključak da su odlično propuštali svetlost u celoj prostoriji tokom zimskih dana, dok su leti pravili odličnu hladovinu. “U kućama koje gledaju prema jugu, zimi Sunce sija u tremove, a leti se kreće iznad nas i iznad krovova, te čini hladovinu“, rekao je Sokrat, a dodajemo da su baš tako izgledale.
Dakle, još od najranijeg doba cilivizacije, od samog začeća društva, čovek pokazuje interesovanje da oblikovanje staništa, da arhitektura životnog prostora bude prirodno prilagođena i efikasna. Shvatili su način da zimi osvetle prostoriju prirodnim putem a da leti ohlade igrajući se solarnom energijom. Kako jedan arheolog reče “Naselja i kuće podizani su u skladu sa matematikom”, u sinergiji sa prirodom.
BIPV kao krovna površina parking prostora.
Ni danas taj trend nije napušten, već je usavršen i permanentno se usavršava. Primera je na svakom koraku, čovek u sojoj težnji da ovlada prirodom stalno iznalazi nova rešenja gradnje i primene. Solarna energija pruža mnogo mogućnosti u poboljšanju kvaliteta života a na nama je da ih iskoristimo. Međutim, priroda će nam pružiti najbolje samo ako je pravilno i adekvatno koristimo. Da inovatinost nema granica potvrđuju mnogi primeri. Setimo se samo trka autmobila na solarni pogon u Australiji, gde su vozila prekrivenih solarnim panelima. Ili pokušaja da letelice rade samo na solarni pogon, ili napajanje satelita enegijom iz Sunca, itd. Novina jeste ta da i luksuzna Tesla vozila na svojim krovovima imaju solarne ćelije čime se dopunjuju baterije elektromobila. Da ne pominjemo fotonaponske elektrane i male solarne elektrane instaliranih na krovovima objekata širom sveta. U ruralnim i slabo razvijenim područjima Afrike gde nije došla struja, PV moduli su postali nezamenjivi. I tako možemo da nižemo primer za primerom, no to sada nam nije cilj. Želimo da predstavimo staro – novo rešenje za zgrade i zelenu energiju iz Sunca koja se odlično uklopila u ambijent savremenih gradova.
Kretanje Sunca u toku godine i padanje sunčevih zraka na otvore u kući.
Kao što smo pomenuli, postoji grana arhitekture koja se zove “Solarna arhitektura” koja obuhvata napredne metode za pasivno i aktivno korišćenje solarne energije. Koreni ove nauke potiču iz pradavnog vremena i od tada se razvija i primenjuje u zgradarstvu, ali i šire. Nova generacija solarnih panela omogućila nam je da se pored pasivnih zgrada i kuća, imamo i aktivne sisteme kojima se obezbeđuje samoodrživost istih. Kod pasivnog solarnog koncepta akcenat je na zahvatu solarne enegije kroz verande, ostakljivanju balkona, primeni Trombovih zidova, akumulacije energije u toplotnu, itd. Ideja je osvetliti što više prostora prirodnom svetlošću ne bi li se apsorbovalo i reflektovalo više sunčevih zraka, a sa druge strane održati mikro klimu objekta – zimi sačuvati toplotu, leti hlad. Ovo bi prema definiciji datoj na međunarodnoj konferenciji u Milanu bio preduslov za postojanje “zdravih kuća”.
Sa druge strane, aktivni sistemi solarnu energiju pretvaraju direktno u toplotnu ili električnu, čineći objekat samoodrživim, bar u nekom delu. I sada dolazimo do BIPV sistema, kao integrlanog dela solarne arhitekture, korak napred u gradnji pametnih zgrada. Šta su to BIPV?
BIPV ili Building-integrated Photovoltaics solarni paneli čine deo zgrade koji vrše više funkcija – ugradnja fotonaponskih panela na objekte pored energetske funkcije sada predstavljaju neku vrstu zaštite, okvira, ključnog spoljnjeg dela građevine, ukrasa. Ne radi se o naknadnom postavljanju PV modula na krovovima zgrada (krovne solarne elektrane se nazivaju BAPV – Building Attached PhotoVoltaics), već se pri izradi plana novog objekta BIPV uključuje u oblaganje ili pokrivanje projektovane zgrade. Sama površina počinje da proizvodi struju, ali i da daje neki oblik, ukrašava, dopunjuje je. Dakle, instalacija se planira u fazi projektovanja, dok je njihova demontaža moguća uz zamenu samo istim proizvodima.
BIPV kao parking zaklon.
Sami solarni paneli namenjeni za BIPV su različiti od standardnih. Njih karakteriše pored ostalog transparentnost, izdržljivost na naprezanje i udare vetra, kiše i grada. Umesto belog ili crnog zaklona na poleđini poseduju posebno providno antireflektivno staklo. Pored toga, pakovanje solarnih ćelija nije gusto, već se namerno ostavlja prostor za prodor svetlosnih zraka, te se mogu naći sa različitim koeficijentima transparentnosti, poput onih od 50%, 25%, 20%, itd. Shodno tome, projektant ima slobodu da odredi koliko će svetlosti propustiti a koliko ne, koliko će osvetliti prostor koji pokrivaju, uz energetsku učinkovitost koju donose solarne ćelije. Takvi paneli obezbeđuju dobre UV i infrared karakteristike, zvučnu i termičku izolaciju.
Za primene u arhitekturi proizvode se uglavnom u dve tehnologije – amorfni i kristalni paneli, ređe polikristalni. Svaka tehnologija ima svoje prednosti u zavisnosti od lokacije gde se postavljaju, potreba zgrade i željenog izgleda. Dolaze u standardnim oblicima, ali se proizvode i za posebne namene, posebno amorfni. Amorfni BIPV se mogu praviti na savitljivim providnim folijama i zato mogu se prilagoditi mnogim površinama, međutim, radni vek im je manji kao i efikasnost. Uz to, njhova površina je uniforma, nije podeljena na ćelije – daju bolji vizalni efekat. Dodajmo da mogu imati različite boje zaštitnog stakla poput crne, sive, zelene, plave, bronzane, zlatne, kestenjaste, narandžaste, te ih stoga zovu obojeni solarni paneli.
Kristalni moduli poseduju osobine standardnih kristalnih, ali sa tom razlikom da apsorbuju svetlost sa obe strane, kako sa lica tako i poleđine. Tehnički naziv jeste bifacialni solarni paneli. Zbog svoje prozirnosti čini se prikladnim za verande, tende, nadstrešnice za automobile, bazene, dvorane i fasade, a u novije vreme zbog povećane efikasnosti da apsorbuju svetlost i sa poleđine za solarne farme.
Prema tome, BIPV je obećavajuća nova tehnologija na polju PV industrije. Zelena gradnja će se u budućnosti itakako oslanjati na iskorišćavanje energije Sunca ali u saradnji sa arhitektonskim dizajnom, organski uklopljenim u urbano okruženje. Sa njima se obezbeđuje ušteda u troškovima materijala i potrošnji električne energije, prenosno gledano, smanje se upotreba fosilnih goriva i emisija štetnih gasova. Nadamo se da će budući investitori imati sluha i početi sa primenom BIPV tehnologije na ovim prostorima.