Systemy fotowoltaiczne zintegrowane z budynkami

Panele fotowoltaiczne kojarzą nam się przede wszystkim z zainstalowanymi na dachach domów jednorodzinnych ogniwami albo połaciami ziemi pokrytymi stelażami zaopatrzonymi w grafitowo-szare, błyszczące w słońcu powierzchnie. Tymczasem dzisiejsza technologia poszła już o krok dalej.


Bardziej ekonomicznie

Twórcy idei BIPV (ang. Building Integrated Photovoltaics) wyszli z słusznego założenia, że panele należy wykorzystać do wytwarzania energii nie „oprócz” konwencjonalnych dachów czy ścian, lecz „zamiast” nich. W ten sposób powstały fotowoltaiczne materiały budowlane takie jak dachówki, modułowe ściany czy balustrady. Potrzeba zoptymalizowania wykorzystania dostępnej powierzchni budynku (np. w przypadku takiego posadowienia, że jako źródło energii słonecznej nadaje się do wykorzystania tylko jedna jego ściana), przyczyniła się do powstania modułów półprzezroczystych, zastępujących część standardowych okien. Efekt transparentności uzyskać można poprzez zastosowanie ogniw zbudowanych z krzemu multikrystalicznego (tańszego, o mniejszej sprawności) lub monokrystalicznego (droższego, o sprawności większej), umieszczonych między dwiema przezroczystymi taflami szklanymi. Precyzyjne zaprojektowanie systemu umożliwia przepuszczenie do wnętrza budynku odpowiedniej ilości światła naturalnego.

Ekonomiczna korzyść z użycia tego rodzaju elementów jest oczywista – część typowych materiałów budowlanych zastąpiona zostaje materiałami fotowoltaicznymi, które pełnią podwójną funkcję – przegród architektonicznych oraz zasilania energią odnawialną.



Panele fotowoltaiczne


Zdecydowanie bardziej ekologicznie

Zastosowanie paneli fotowoltaicznych jako OZE (Odnawialnych Źródeł Energii) samo w sobie jest już milowym krokiem ku ochronie środowiska naturalnego. BIPV to kolejny etap na drodze do ekologicznej doskonałości. Zastępując standardowe materiały budowlane zawierające w sobie często substancje szkodliwe (np. benzen, toulen, ksylen, polichlorek winylu itp. itd.), które przedostają się do środowiska, czy to na etapie produkcji, użytkowania czy utylizacji, eliminujemy część z nich wpływając na zmniejszenie zapotrzebowania, a więc ograniczając etap wytwórczy. Ten ostatni zresztą również degraduje niekiedy całe ekosystemy z uwagi na proces produkcyjny lub wydobywczy – nawet jeśli w jego wyniku nie otrzymujemy materiałów niebezpiecznych (np. żwirownie).

Designersko i ultranowocześnie

Moduły BIPV mogą przyjmować niemal dowolne kolory oraz kształty, co wraz efektem połysku czyni je niezwykle atrakcyjnymi dla architektów. Połączenie piękna i ekonomicznej oraz ekologicznej funkcjonalności w systemach fotowoltaicznych zintegrowanych z budynkiem dostrzegło już wielu architektów, między innymi twórcy Academie-du-Mont-Cenis w Herne (Niemcy), nowojorskiego dworca Stillwell Avenue czy sklepu znanej sieciówki Zara w Kolonii.

Środki ochrony przed dotykiem


Niebezpieczeństwo porażenia prądem elektrycznym występuje we wszystkich urządzeniach elektrycznych, których wartości napięć roboczych są wyższe od napięć bezpiecznych, dlatego w takich przypadkach konieczne jest zastosowanie środków technicznych ochrony przeciwporażeniowej podstawowej, dodatkowej i równoczesnej.


Środki ochrony podstawowej

Ochrona podstawowa, inaczej nazywana ochroną w warunkach normalnych, stanowi ochronę przed dotykiem bezpośrednim, czyli narażeniem człowieka na niebezpieczeństwo porażenia prądem elektrycznym w przypadku bezpośredniego kontaktu z częściami będącymi pod napięciem. Do środków ochrony podstawowej należą

  • izolacja części czynnych, które powinny być całkowicie pokryte izolacją, np. izolacja przewodów czy kabli,
  • ogrodzenia i obudowy (patrz Tablica) oraz bariery. Zadaniem tych ostatnich jest uniemożliwienie niezamierzonego zbliżenia ciała do części czynnych lub ich dotknięcia,
  • umieszczanie części czynnych poza zasięgiem ręki,
  • jako uzupełnienie, stosowanie wyłączników ochronnych różnicowoprądowych na prąd różnicowy nie większy niż 30mA.


Środki ochrony dodatkowej

Ochronę dodatkową, czyli ochronę życia i zdrowia ludzkiego w przypadku uszkodzenia urządzeń, nazywaną również ochroną przed dotykiem pośrednim, realizuje się stosując:

  • samoczynne wyłączanie zasilania w przypadku przekroczenia dopuszczalnego napięcia dotykowego, współdziałające z miejscowymi połączeniami wyrównawczymi,
  • stosowanie urządzeń II klasy ochronności,
  • stosowanie izolowanego stanowiska,
  • stosowanie separacji elektrycznej odbiorników (zasilanie urządzeń za pomocą transformatorów separacyjnych).


Środki równoczesnej ochrony przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim

Równoczesną ochronę podstawową i dodatkową, czyli ochronę przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim, otrzymuje się poprzez:

  • stosowanie bardzo niskiego napięcia SELV (Safety Extra–low Voltage) w obwodach izolowanych od ziemi - 25V dla prądu przemiennego lub 60V dla prądu stałego; jeżeli napięcie znamionowe obwodu SELV przekracza te wartości (ale nie przekracza 50V dla prądu przemiennego lub 120V dla prądu stałego ), ochronę przed dotykiem bezpośrednim należy zapewnić przez zastosowanie ogrodzeń lub obudów o stopniu ochrony co najmniej IP2x bądź przez zastosowanie izolacji wytrzymującej próbę napięciem przemiennym 500V w ciągu 1 min,

Tablica. Oznakowanie stopni ochrony urządzeń elektrycznych według kodów IP.

IP-pierwsza cyfra

IP-druga cyfra

dodatkowa litera (opcjonalnie)

litera uzupełniająca (opcjonalnie)

0

Bez ochrony

0

Bez ochrony

A

Ochrona przed dostępem wierzchem dłoni.

H

Aparat wysokiego napięcia.

1

Ochrona przed dostępem do części
niebezpiecznych wierzchem dłoni oraz obcymi ciałami stałymi o średnicy 50 mm i większej.

1

Ochrona przed pionowo padającymi kroplami wody.

B

Ochrona przed dostępem palcem

M

Badania na szkodliwe działanie wnikającej wody, gdy ruchome części urządzenia (np. wirnik maszyny wirującej) są w ruchu.

2

Ochrona przed dostępem do części
niebezpiecznych palcem oraz obcymi ciałami
stałymi o średnicy 12,5 mm i większej.

2

Ochrona przed pionowo padającymi kroplami wody przy wychyleniu obudowy do 15°.

C

Ochrona przed dostępem narzędziem.

S

Badania na szkodliwe działanie wnikającej wody, gdy ruchome części urządzenia (np. wirnik maszyny wirującej) są nieruchome.

3

Ochrona przed dostępem do części
niebezpiecznych narzędziem oraz przed obcymi ciałami stałymi o średnicy 2,5 mm i większej.

3

Ochrona przed natryskiwaniem wodą pod dowolnym kątem do 60°.

D

Ochrona przed dostępem drutem.

W

Nadaje się do stosowania w określonych warunkach pogodowych przy zapewnieniu dodatkowych środków ochrony lub zabiegów.

4

Ochrona przed dostępem do części
niebezpiecznych drutem oraz przed obcymi ciałami stałymi o średnicy 1,0 mm i większej.

4

Ochrona przed bryzgami wody.

 

 

 

 

5

Ochrona przed dostępem do części
niebezpiecznych drutem oraz pyłem. Pył nie może wnikać w takich ilościach, aby zakłócić prawidłowe działanie aparatu lub zmniejszać bezpieczeństwo.

5

Ochrona przed strugą wody laną na obudowę z dowolnej strony.

 

 

 

 

6

Ochrona przed dostępem do części
niebezpiecznych drutem oraz przed pyłem. Pył nie może wnikać.

6

Ochrona przed silną strugą wody laną na obudowę z dowolnej strony.

 

 

 

 

 

 

7

Ochrona przed skutkami krótkotrwałego zanurzenia w wodzie.

 

 

 

 

 

 

8

Ochrona przed skutkami ciągłego zanurzenia w wodzie.

 

 

 

 


  • stosowanie bardzo niskiego napięcia PELV (Protection Extra–low Voltage) w obwodach uziemionych - 25V dla prądu przemiennego lub 60V dla prądu stałego, jeżeli urządzenie jest użytkowane w miejscach suchych oraz 6V dla prądu przemiennego lub 15V dla prądu stałego we wszystkich innych warunkach,
  • stosowanie bardzo niskiego napięcia funkcjonalnego FELV (Functional Extra–low Voltage) dla obwodów, w których zastosowano napięcia max. 50V dla prądu przemiennego i max. 120V dla prądu stałego, a które nie spełniają wymagań dotyczących obwodów SELV i PELV, ponieważ nie jest to konieczne. Ochrona podstawowa – ogrodzenia lub obudowy albo izolacja spełniająca wymagania napięciowe obwodów pierwotnych. Ochrona dodatkowa – połączenie części przewodzących dostępnych urządzeń obwodów FELV z przewodem ochronnym obwodu pierwotnego, jeżeli obwód pierwotny jest wyposażony w jeden ze środków ochrony działających przez samoczynne wyłączenie zasilania lub połączenie części przewodzących dostępnych urządzeń obwodów FELV z nieuziemionym przewodem połączenia wyrównawczego obwodu pierwotnego, gdy ochrona obwodu pierwotnego jest wykonana przez separację.

Zmniejszenie prądu rażeniowego do wartości bezpiecznej uzyskuje się więc przez zmniejszenie napięcia dotykowego bądź przez zwiększenie rezystancji obwodu rażeniowego. Gdy ten sposób nie daje pozytywnych wyników, stosuje się środki zapewniające dostatecznie szybkie wyłączenie prądu rażeniowego. Jako urządzenia ochronne mogą być stosowane urządzenia ochronne przetężeniowe (bezpieczniki, wyłączniki) oraz urządzenia ochronne różnicowoprądowe. Tych ostatnich nie stosuje się w sieciach typu TN-C (ze względu na brak rozdziału funkcji ochronnej i neutralnej przewodu PEN) a w sieciach TN-C-S jedynie po rozdzieleniu funkcji przewodu neutralnego i ochronnego przed wyłącznikiem różnicowoprądowym.

2019, All Rights Reserved
 
Ta strona może korzystać z Cookies.
Ta strona może wykorzystywać pliki Cookies, dzięki którym może działać lepiej. W każdej chwili możesz wyłączyć ten mechanizm w ustawieniach swojej przeglądarki. Korzystając z naszego serwisu, zgadzasz się na użycie plików Cookies.

OK, rozumiem lub Więcej Informacji
Informacja o Cookies
Ta strona może wykorzystywać pliki Cookies, dzięki którym może działać lepiej. W każdej chwili możesz wyłączyć ten mechanizm w ustawieniach swojej przeglądarki. Korzystając z naszego serwisu, zgadzasz się na użycie plików Cookies.
OK, rozumiem