Dotychczasowo wypełnienia fotowoltaiczne w fasadzie umieszczano wraz z okablowaniem od strony zewnętrznej konstrukcji w tzw. strefie mokrej fasady. Taki sposób montażu oraz brak bieżącej kontroli nad całą instalacją uniemożliwiał osiągnięcie projektowanych uzysków energetycznych. Jakakolwiek utrata parametrów i związana z tym konieczność serwisowania fasady wiązała się z koniecznością rozebrania dużej jej części od zewnątrz oraz z rozstawianiem rusztowań lub angażowaniem urządzeń podnośnikowych, ewentualnie zlecania prac alpinistycznych.

Nowy system AF 50KW QUANTUM umożliwia tradycyjny montaż fasady od zewnątrz, natomiast złączki i okablowanie zostało przeniesione do wewnętrznej, suchej części konstrukcji (Rys. 1.). Dodatkowo w przypadku wykrycia przez oprogramowanie usterki możliwy jest szybki i precyzyjny dostęp do konkretnego wypełnienia od strony pomieszczenia. W przypadku fasady AF 50KW QUANTUM taką naprawę można realizować w trybie bieżącym bez żadnych dodatkowych kosztów. (Rys 2.)

ALURON-ANALIZER system monitorowania
stanu pracy instalacji

Firma Aluron zatroszczyła się o cały proces projektowania, prefabrykacji, montażu oraz eksploatacji i serwisowania nowej fasady. Specjalistyczne oprogramowanie systemowe oparte o program branżowy AluronCAD generuje podkłady do projektowania instalacji elektrycznej, rozmieszczenia ogniw oraz ich ewidencji na elewacji. Po zaprojektowaniu i zainstalowaniu fasady uruchamiany jest system monitorowania ALURON-ANALIZER, który – przy pomocy sieci MESH czujników – na bieżąco monitoruje stan pracy instalacji.

Program analizuje parametry nasłonecznienia fasady oraz generowane uzyski na poszczególnych wypełnieniach, łańcuchach wypełnień i całych elewacjach, porównując je z założeniami projektowymi. W przypadku stwierdzenia odchyleń system pozwala precyzyjnie zlokalizować miejsce wymagające kontroli, co gwarantuje utrzymanie maksymalnej sprawności fasady podczas całego okresu jej pracy. System dodatkowo monitoruje uzyski energetyczne i pobory podłączonego osprzętu, bilansuje zużycie oraz zarządza ładowaniem jednostek magazynujących energię, jeżeli taka zostanie zamontowana.

Produkt został przebadany w Zakładzie Konstrukcji Inżynierskich Instytutu Techniki Budowlanej, który potwierdził bardzo wysokie parametry użytkowe całej fasady. Badaniu podlegała również fasada po zdemontowaniu wypełnienia od środka pomieszczenia i ponownym jego zamontowaniu, co odzwierciedla warunki serwisowania. Fasada badana była dodatkowo metodą obciążeń dynamicznych, oddających warunki silnych porywów wiatru.
Uzyskane parametry Fasady AF 50KW zostały przedstawione w poniższej tabeli:

Dodatkowo fasada AF 50KW QUANTUM została przebadana w obrębie pasa ogniowego. W jego wyniku uzyskała odporność ogniową w klasie EI60. Z uwagi na konieczność podnoszenia efektywności energetycznej budynków zastosowanie elewacji zbudowanej na fasadzie AF 50KW QUANTUM jest doskonałym rozwiązaniem umożliwiającym wykorzystanie największej powierzchni budynku, jakim jest jego elewacja.

Wypełnienie Fasady QUANTUM

Wypełnienia stosowane w fasadzie AF 50KW QUANTUM są zbudowane tak, aby spełniać równocześnie funkcje termoizolacyjną i wytwarzania energii elektrycznej. W zależności od wybranej technologii do ich produkcji wykorzystane zostały ogniwa fotowoltaiczne. Ogniwa te dobierane są w oparciu o założenia projektowe i oczekiwane parametry użytkowe całości konstrukcji oraz w oparciu o zakładany uzysk energii elektrycznej. Istnieje dowolność rozmieszczania ogniw fotowoltaicznych na danej formatce szklanej, co stanowi dodatkowy atut i umożliwia świadome kształtowanie stopnia zacieniania pomieszczeń bez konieczności stosowania dodatkowych elementów zewnętrznych. Pierwszą pozycją w zestawie szklanym jest szyba o możliwie najcieńszej grubości, a głównym jej zadaniem jest osłonięcie ogniwa przed mechanicznym uszkodzeniem. (Rys. 3.)

Moc wypełnienia ustalana jest po sprecyzowaniu usytuowania ogniw na formatce oraz na podstawie jego wymiarów zewnętrznych i zastosowanej technologii.
Moc jednostkowa poszczególnych wypełnień w zależności od stopnia wykorzystania powierzchni i związanym z tym poziomem przezierności może osiągać nawet 180 W/m2.

Przykłady wypełnień (rodzaje i rozmieszczenie ogniw fotowoltaicznych wykorzystywanych do budowy fasady zeroenergetycznej AF 50KW QUANTUM):

• ogniwa monokrystaliczne lub polikrystaliczne – pozyskujące energię bezpośrednio z promieniowania słonecznego,
• ogniwa monokrystaliczne bifacjalne – pozyskujące energię bezpośrednio z promieniowania słonecznego, jak również z promieniowania, które zostało odbite przez wnętrza budynku,
• ogniwa barwnikowe, umożliwiające uzyskanie wypełnienia o określonej kolorystyce,
• ogniwa kropki kwantowe – ogniwo fotowoltaiczne konwertujące energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną i jednocześnie dające wysoki poziom przepuszczalności światła.

Budowa wypełnienia fasady AF 50KW zapewnia doskonałe parametry termiczne nieodbiegające od najlepszych odpowiedników bez funkcji fotowoltaicznej. Potwierdzony badaniami współczynnik przenikania ciepła Ug wynosi od 0,4 W/m2K. Maksymalna głębokość wypełnienia w systemie AF 50KW QUANTUM wynosi 68 mm, co umożliwia stosowanie konstrukcji 3-4 szybowych.
Wypełnienia oparte są o różne technologie wytwarzania ogniw fotowoltaicznych i architekturę ich rozmieszczenia. Opracowany został katalog takich wypełnień w oparciu o wybrane technologie dostępnych ogniw krzemowych i barwnikowych.

Wbudowanie ogniw w wypełnienie zostało wykonane tak, aby można było zaplanować jego transparentność w przedziale od 30 do 70%. Możliwe jest umieszczenie ogniw jedynie w górnej lub dolnej części wypełnienia, co pozwala uzyskać oczekiwany efekt ograniczenia nasłonecznienia pomieszczeń. Takie wykonanie fasady AF 50KW pozwala dodatkowo na rezygnację z konieczności wykonywania tzw. łamaczy światła lub innych ekranów oraz systemów zacieniania elewacji. Zaoszczędzone w ten sposób środki mogą być wykorzystane na uzyskanie efektu fasady aktywnej.
Wypełnienia mogą być wyposażone w szybę z warstwą grzewczą i stanowić alternatywę lub uzupełnienie instalacji grzewczej budynku. Moc grzewcza takich wypełnień może być projektowana z uwzględnieniem konkretnych potrzeb, a zasilanie realizowane online z produkcji bieżącej fasady lub z sieci elektrycznej budynku.

System zarządzania energią
oraz monitorowania parametrów fasady

W celu bieżącego monitorowania efektywności fasady oraz kontroli poszczególnych wypełnień opracowany został System Zarządzana Energią, który kontroluje wszystkie istotne parametry instalacji i pozwala na bieżący podgląd uzysków oraz stanu technicznego poszczególnych wypełnień. System AF 50KW QUANTUM pracuje zgodnie z filozofią pełnej przejrzystości i pozwala w razie problemów na precyzyjne zlokalizowanie wypełnienia o obniżonej sprawności. System pozwala na monitorowanie nie tylko uzysków i sprawności instalacji, ale również na kontrolę poborów i podłączenie jednostki magazynującej energię. Przeprowadza też analizę i zarządza przepływem energii pomiędzy wszystkimi składowymi instalacji. System projektowany jest indywidualnie dla każdej inwestycji przez zespół wdrożeniowy uwzględniający konkretne potrzeby użytkownika.

Cezary Ciejka
Dyrektor sprzedaży obiektowej
M: +48 696 875 371
E: cciejka@aluron.eu