Solární technologie a památková ochrana ve městech

Solární technologie a památková ochrana ve městech Radim Bařinka Seminář InspiraTerra No.3 Nadace Partnerství Brno 26.05.2016

Fill Factory s.r.o.  Založeno v roce 2014 bývalými zaměstnanci společnosti Solartec s.r.o.  Sídlo – Rožnov pod Radhoštěm  Fotovoltaika a energetické systémy    

Výroba solárních článků a FV modulů FV systémy - projekce / instalace / servis Vývoj, výroba a servis procesních a diagnostických zařízení Vlastní výzkum a vývoj

2

FV moduly pro budovy  Míra integrace do pláště budovy  Konstrukce FV modulů  Vzhledová kvalita      

Integrace do střechy Semitransparentní fotovoltaika Izolační dvojsklo FV skla pro zimní zahrady FV skleněné zábradlí FV Art

3

Standardní FV moduly na střechách

4

5

6

7

Vzhledové přizpůsobení

8

Integrované střešní FV moduly/systémy

Kappa, Mounting Systems

p-typový Si  Schweizer

Solrif system, Schweizer

   

Mounting Systems Schletter Renusol ... 9

Integrované střešní FV moduly/systémy

10

Integrované střešní FV moduly/systémy

11

Soltech

FV střešní tašky

12

Smartroof

FV střešní tašky

13

Integrované střešní FV moduly/systémy

14

http://zonenco.nl/referentie/zonnepanelen-oost-west/

6 kWp

Corinthia Panorama Hotel, Prague

1st PV Facade in CR and one of first coloured facades worldwide (EU project)

Solartec 15

MFF Universita Karlova - 20 kWp PV Enlargement EC Project 16

Solartec s.r.o.; 2003

PdF Masarykova universita v Brně - 40 kWp PV Enlargement EC Project Solartec; 2003

17

FV moduly na fasádě

p-typový Si

vizualizace Solartec s.r.o.

18

Fasádní FV moduly 



Rozčlenění fasády na jednotlivé typové segmenty  Vhodné respektovat násobky rozměru stnd SČ (125 a 156 mm) se započítáním mezer a technologických okrajů Specifikace struktury FVM  Skladba  Vzhled  Struktura předního povrchu  Hrany FVM  Elektrické vývody přípojná krabička a kabely  Kotvící prvky  Hranové  Strukturální lepení v ploše  Vrtané otvory



Definice kotvení z hlediska:  Snadné instalace  Statické i dynamické odolnosti  Snadné výměny FVM  Nevytváření tepelných mostů  Odolnost proti povětrnostním podmínkám

 

Definice elektrických vlastností jednotlivých typů FVM Stanovení topologie elektrického zapojení

p-typový Si

19

p-typový Si

20 ČVUT v Praze - realizace Solartec s.r.o.

25,5 kWp Museu de la Ciencia i de la Técnica de Catalunya, Barcelona, Spain Solartec s.r.o.

21

FSv ČVUT v Praze - 40 kWp PV Enlargement EC Project Solartec s.r.o.; 2003

22

JRC v Ispře (Itálie)

Praha Ukázkový fasádní skleněný modul Solartec s.r.o.; 2015

ČVUT UCEEB Buštěhrad Nadokenní FV moduly na experimentálním fasádním modulu Fill Factory s.r.o.; 2015

Basel Fasádní moduly s barevným matným sklem Swissinso; 2015

FV zasklení – semitransparentní fotovoltaika • Dvou a vícekomorové zasklení se semitransparentním FV modulem v exteriérové pozici • Vhodné pro semitransparentní fasády a prosklené střechy • Variabilní míra prostupnosti světla • Zákaznický design dle požadavků • Konstrukce modulů je optimalizována dle typu a rozsahu celé FV instalace • FV skla musí splňovat normu ČSN EN 1279 - Sklo ve stavebnictví • Semitransparentnost • mezery mezi články • semitransparentní články

Semitransparentní fotovoltaika

Semitransparentní fotovoltaika

Ukázková zimní zahrada BVV Brno – ukázkové centrum Solartec s.r.o./ Izolační skla a.s.

Izolační skla  Exteriérové sklo

 Dvě kalená skla spojená laminačními fóliemi se solárními články mezi nimi  Extra čiré přední sklo(nízký obsah železa)  Zadní sklo opět kalené, ale v různých provedeních – opak, probarvené  Laminace může být provedena i s barevnými fóliemi

 Interiérové sklo

 Lepené bezpečnostní sklo (EN12543) pro zasklení

 Různé struktury izolačních skel  Např. folie HeatMirror místo prostředního skla

Izolační sklo

N2P meeting, Prague

32

Aquacity Poprad FV semitransparentní fasáda Archstudio Brno, Ing. Arch. Kučera Solartec – FV projekt. Dokumentace N2P meeting, 33 Prague Schűco - realizace

Aquacity Poprad FV semitransparentní fasáda

Archstudio Brno, Ing. Arch. Kučera Solartec s.r.o. – FV projekt. Dokumentace Schűco - realizace

N2P meeting, Prague

34

Aquacity Poprad FV semitransparentní fasáda Archstudio Brno, Ing. Arch. Kučera Solartec – FV projekt. Dokumentace N2P meeting, Prague 35 Schűco - realizace

RD Francie – 4 kWp FV semitransparentní střecha Solartec s.r.o.; 2012

RD Francie – 4 kWp FV semitransparentní střecha Solartec; 2012

RD Francie – 4 kWp FV semitransparentní střecha Solartec; 2012

RD Francie FV semitransparentní střecha Archimedes

ČVUT v Praze – 4 kWp Semintransparentní moduly v proskleném atriu

Fill Factory; 2015

ČVUT v Praze – 4 kWp Semintransparentní moduly v proskleném atriu

Fill Factory; 2015

FV mozaiky

42

Vytváření grafických objektů 1, Rastrová mozaika

3, Mozaiky s články 2, Mozaiky s s různým tvarem vícebarevnými články

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

LR = 14/19 =

0,71

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 LR = 14/19 =

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

0,71

43

Mozaiky – barevné možnosti

44

Solární články

Substráty 

 



Struktura krystalických křemíkových substrátů • Monokrystalický křemík (mono Si) – Czochralkého tažení, FZ • Multikrystalický křemík (mcSi) - DS • Mono-like, cast mono, pseudo mono,...... Dopování substrátů – p-type (B), n-type (P) Základní tvary  Mono – kruhové, pseudočtvercové  Multi – čtvercové, Základní velikosti • 4“ – 102,5 x 102,5 mm • 5“ – 125 x 125 mm • 6“ – 156 x 156 mm

46

Morfologie povrchu Lesklý povrch

Texturovaný povrch pyramidy

Texturovaný povrch - sametový



Povrch článků je upraven chemickým leptáním

47

Morfologie povrchu Sametový povrch

Zalaminované SČ

Nezapouzdřené SČ

Lesklý povrch

Světle modrá

16. 6. 2016

Tmavě modrá

Světle modrá

Tmavě modrá

48

Solární články s barevným vzhledem 

Základní barevná škála – jedna vrstva Účinnost SČ .........18,5%  monokrystalické křemíkové solární články  matný – texturovaný povrch  tmavě modrý vzhled

50

100

150

190 nm

Stříbrná (30nm)…………........0,73 Hnědá (50nm) ………...........0,86 Tmavě modrá (75nm) …......0,93 Světle modrá (110nm)......…0,87 Zlatá (155nm) ……..........….0,78 Fialová (190nm)............……0,77 Zelená (240nm) ….........……0,79



Procesy - CVD, PVD

Metalizace Přední strana: • H motiv (prsty & busbary) •2 busbary pro 5“ a 6“ •3 busbary pro 6“ • pouze motiv prstů – pouze pro vodivé lepení (bez busbarů) • zákaznický motiv – více busbarů pro specifické řezy,... • metalizace pro články MWT • bez metalizace – zadní kontakty • metalizace pro koncentrátorové články

Zadní strana: • struktura Al + AgAl

• H motiv (bifaciální články) • Oba kontakty na zadní straně • MWT • IBC

52

Typy solárních článků 

Solární články s oboustrannými kontakty

 Zadní kontakty (BJBC, IBC, MWT, EWT)

 Přední kontakty ve tvaru H, pouze prsty, zákaznický design  Solární články pro osvětlení z obou stran (bifacial)

 Semitransparentní solární články  Koncentrátorové solární články (CPV)

solární článek Sunpower

FV moduly

Anatomie standardního FV modulu              

struktura sklo/zadní fólie solární články: mono/multi rozměr článků: 5 nebo 6“ počet článků: 60 nebo 72 mezery 2 – 3mm barva SČ: modrá až černá sklo hladké nebo strukturované – 3,2 – 4mm bílá zadní krycí fólie typický rozměr:  1600 - 1800 x 1000mm p-typový jeden sériový řetězec tři části řetězce s bypass diodami hliníkový rám s výškou 35 – 50mm jedna přípojná krabička s připojovacími kabely a konektory hmotnost až 21kg

Si

55

Základní typy solárních panelů

 - Aplikace laminačních fólií

 - S oboustranným zasklením

 - Transparentní panel v izolačním dvojskle

 - Aplikace zalévacích hmot

 - zadní stranou z netransparentního materiálu ( plech, Eternit)

56

Rozměry modulů a rozmístění článků  FV moduly do maximálního rozměru 2000 x 3000mm  Volitelný poměr stran (max 1:6)  Případně jsou možné i libovolné tvary modulů

round shape c-Si solar cells – half cut

N2P meeting, 58 Prague

Monokrystalické SC

Přední plocha 

 

  

Zpravidla sklo (2 – 4mm), ale mohou být i polymerní vrstvy Přední sklo je vždy extra čiré s propustností větší než 91% Variace povrchových struktur  hladké, strukturované, leptané, pískované,... Broušení hran, případně vrtání otvorů Skla musí být vždy kalená (ESG) Alternativní krytí přední strany  Transparentní fólie p-typový  Polymerní zalévací hmoty

Si

59

Povrch skla

p-typový Si

60

Povrch skla

p-typový Si

61

Povrch skla

p-typový Si

62

Propojovací pásky

p-typový Si

63

Zadní strana 





Standardně - zadní krycí fólie  stnd bílá, černá a transparentní – alternativně barevné Sklo  float, matovaní, probarvení, strukturovaní, smaltovaní, povlakovaní,...  broušení hran a kalení  stejná tloušťka jako sklo přední Alternativní materiály  plech  Cembrit  kompozitní materiály p-typový Si

64

Další aspekty instalace FV modulů na budovy 







Způsoby propojení článků  Oboustranné kontakty – Cu pásky (pájení, lepení)  Zadní kontakty – vodivé strukturované zadní fólie Vyvedení kabelů  Instalační krabičky na zadní straně  Vyvedení z hrany Způsob instalace modulů  Přichycení za hranu  Uložení ve fasádních profilech  Přes vyvrtané otvory (sklo/sklo)  Lepení kotvících prvků na zadní straně (strukturální lepidla) p-typový Si Způsob propojení FV modulů  Vedení kabeláže  Připojení na střídače – modulové střídače, výkonové optimizéry

65

Fill Factory s.r.o. Televizní 2618 756 61 Rožnov pod Radhoštěm Czech Republic Phone: + 420 724104385

[email protected]

www.fillfactory.cz www.solartec.eu

Inspirace ke střešní krajině měst P. Bařinka