Khai thác Năng lượng Mặt trời qua Hệ mặt dựng

Theo dõi MTĐT trên

Tuy gặp khó khăn do lạm phát’ giá năng lượng tăng cao và bất ổn kinh tế nhưng cần định hướng đưa các nền kinh tế đi theo con đường phát thải thấp đồng thời tìm ra các giải pháp đổi mới tận dụng nguồn năng lượng tái tạo.

Khu vực của nước ta sau đại dịch sẽ có tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh chóng’ do đó mức tiêu thụ năng lượng sẽ tăng lên đáng kể. Việc tiếp tục phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch không đảm bảo tính bền vững vì hầu hết các nguồn năng lượng đến từ các nguồn năng lượng nhập khẩu.

Các thành phố tiêu thụ một phần lớn năng lượng và chịu trách nhiệm về phần lớn khí thải nhà kính. Việc giảm năng lượng dùng cho các tòa nhà có thể tạo ra tác động đáng kể đến việc sử dụng năng lượng tổng thể của một thành phố. Giải pháp kết hợp tổng thể từ thiết kế, quy chế, các vật liệu và kỹ thuật có thể giúp tăng hiệu quả vận hành đối với các công trình mới và các công trình hiện có. Việc giới thiệu năng lượng tái tạo tại chỗ trong các tòa nhà có thể là giải pháp hữu hiệu và với khả năng sản xuất năng lượng tái tạo tại chỗ, các tòa nhà sẽ tăng độ tin cậy và tính ổn định hướng tới hiệu quả năng lượng.

Ngoài giải pháp đặt các tấm pin mặt trời trên mái nhà để tạo ra năng lượng tái tạo tại chỗ’ cần phải xem xét khả năng đa chức năng của mặt dựng tòa nhà, nơi mà Hệ thống pin quang điện tích hợp cho các tòa nhà (BIPV) có thể được thiết kế để chuyển đổi mặt dựng tòa nhà thành một máy phát điện dựa trên năng lượng tái tạo. Năng lượng mặt trời có thể thu được từ việc tích hợp các tấm pin mặt trời trong các ứng dụng kiến trúc, chẳng hạn như mặt tiền, giếng trời, mái hiên và hành lang lối đi.

Đối với hầu hết các tấm BIPV, về cơ bản, thường có hai loại mô-đun BIPV tiêu chuẩn. Mô-đun BIPV dạng kính dán, cấu tạo gồm có một lớp kính siêu trong có khả năng hấp thụ năng lượng tốt, một lớp phim xen kẽ, các tấm pin năng lượng mặt trời và một tấm kính khác. Mô-đun BIPV dạng kính hộp cách nhiệt gồm có một tấm kính siêu trong có khả năng hấp thụ năng lượng tốt, một lớp phim xen kẽ, các tấm pin năng lượng mặt trời, tiếp đến là một lớp kính, một lớp không khí ở giữa và một tấm kính bên trong. Tương tự như hầu hết các thiết kế về mặt dựng, độ dày và cấu hình của các mô-đun có thể được tùy chỉnh bởi hầu hết các nhà sản xuất.

Không giống như các tấm pin mặt trời thông thường, BIPV có loại có các đặc tính trong suốt và cho phép truyền sáng đem lại tầm nhìn cho các tòa nhà. Những loại BIPV độc đáo này đã tăng cường khả năng kháng chịu, chống ẩm tốt hơn so với các tấm pin năng lượng mặt trời thông thường. Với những tiến bộ công nghệ gần đây trong BIPV, hiệu quả của tấm mô-đun đã cải thiện được hiệu suất năng lượng tốt hơn. Nhờ vào các công nghệ cải tiến hiện nay mà các tấm BIPV có thể đạt được độ truyền sáng cùng với tạo tầm nhìn thông qua việc tùy chỉnh vị trí của các tấm pin năng lượng mặt trời bên trong tấm BIPV.

Tòa Hikari ở thành phố Lyon, nước Pháp sử dụng tấm BIPV có tên là SunEwat loại Vision Square với vị trí các tấm pin năng lượng mặt trời được tùy chỉnh, ứng dụng cho hệ mặt dựng, cho phép truyền ánh sáng và tạo tầm nhìn từ vị trí của mọi người trong tòa nhà. Việc phát triển năng lượng tích cực đa ứng dụng đã minh chứng rằng một dự án có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn trước.

Đại học Nông nghiệp Tokyo ở Nhật Bản có hành lang, lối đi sử dụng các tấm BIPV có tên SunEwat, dạng Vision Square bao gồm các tấm pin hai mặt (các tấm pin có thể lấy năng lượng mặt trời từ hai mặt) để tạo ra năng lượng từ cả hai mặt. Vào buổi sáng, BIPV sẽ thu năng lượng từ hướng đông và từ chiều đến tối, năng lượng sẽ được lấy từ hướng tây. Vị trí của các tấm pin mặt trời cũng được tùy chỉnh để tạo độ trong suốt ở phần trên của tấm pin năng lượng mặt trời giúp tạo tầm nhìn.

Làng bia Kirin Yokohama ở Nhật Bản đã lắp đặt tấm BIPV có tên là SunEwat, loại Vision Stripe vì các tế bào năng lượng mặt trời cho hệ mặt dựng được cắt bằng tia laser và dán vào tấm kính để đạt được tính thẩm mỹ dạng mành mành bằng tre của Nhật Bản. Nó có thể tạo ra điện trong khi vẫn duy trì độ trong suốt, khả năng truyền sáng, cũng như tạo tầm nhìn tốt. Nhìn từ xa, người ta sẽ không thể nhận thấy những đường sọc được tích hợp trên kính. Chế độ xem cận cảnh sẽ cho thấy các đường sọc được dán vào bên trong kính, tạo nên giao diện của mành tre được tích hợp trong tấm kính nhưng vẫn có tầm nhìn.

Việc chọn màu phù hợp cho dầm vẫn là một chủ đề khó vì kính dầm nên mô phỏng tầm nhìn của kính để làm cho hệ mặt dựng có vẻ ngoài đồng nhất giữa các loại kính. Các nhà thiết kế hiện rất quan tâm và đang dần đưa tấm BIPV vào thiết kế kính dầm càng nhiều. Kính dầm được dán với các tấm pin năng lượng mặt trời, giấu sau một lớp phủ phản quang. Các tấm BIPV này được thiết kế để kết hợp hoàn hảo với kính phủ có độ phát xạ thấp để thu năng lượng mặt trời và mang lại sự hài hòa về màu sắc.

Tấm BIPV dạng đồ họa và hình ảnh cũng có thể được tích hợp vào mặt dựng. Thiết kế này là một giải pháp dành cho các chủ đầu tư, kiến trúc sư và chuyên gia tư vấn, những người đánh giá cao sự tự do trong thiết kế của họ vì đồ họa có thể truyền đạt thông tin một cách trực quan bằng kiểu chữ và màu sắc dưới dạng một tấm pin mặt trời. Thiết kế của các yếu tố tự nhiên như gạch, đá granit hoặc đá cũng có thể được tích hợp vào tấm pin. Nó cũng phù hợp với các hình ảnh như logo công ty, hình ảnh thương hiệu và các chiến dịch quảng bá trách nhiệm xã hội của công ty. Khả năng in là không giới hạn.

Studio Ateliers Jean-Nouvel đã tạo được một bề ngoài sang trọng cho tòa nhà chọc trời Tours Duo ở thành phố Paris, nước Pháp, nhờ vào thiết kế và tích hợp với tấm BIPV tên SunEwat, loại Artlite Active.

Ngoài ra còn có các tấm kính màu đồng nhất với các tấm pin năng lượng mặt trời được che giấu sau lớp sơn truyền sáng chất lượng cao. Dòng sơn truyền năng lượng đặc biệt cho phép thu năng lượng mặt trời từ những tấm kính BIPV không đòi hỏi sự trong suốt. Những tấm năng lượng này cũng có sẵn ở cả hai dạng bóng hoặc nhám.

ANMA Architectes Urbanistes đã thiết kế tấm BIPV tên SunEwat, dòng Lacobel T Active sơn màu đen giống như một mái nhà theo origami cho Tòa nhà Bộ Quốc phòng của Pháp. Nó được làm cho các phần góc cạnh và có thể thu năng lượng mặt trời từ các góc độ khác nhau trong dự án khổng lồ này.

Các tấm BIPV SunEwat dòng Lacobel T Active đã đem lại một sắc màu đồng nhất cho tòa tháp Elithis Danube ở thành phố Strasbourg, Pháp. Chính các nhà kiến trúc X-TU đã dùng BIPV để thiết kế tòa tháp chung cư mang năng lượng dương nhằm thay thế các vật liệu mặt dựng thông thường bằng ứng dụng năng lượng tái tạo tại chỗ.

Đạt được chứng nhận công trình xanh là rất quan trọng đối với hầu hết các chủ đầu tư. BIPV, với tư cách là một nguồn năng lượng tái tạo, chắc chắn sẽ đóng góp vào các mục tiêu hiệu suất để đạt được các chứng chỉ xây dựng như LEED, BREEAM và EDGE.

Bên cạnh việc đáp ứng các mục tiêu carbon trung tính và phát thải carbon ròng bằng 0, tương lai của BIPV nằm ở việc giáo dục cộng đồng và nâng cao nhận thức về hệ thống BIPV. Trong quá khứ, hiệu quả thấp của các hệ thống BIPV đã kìm hãm sự phát triển của BIPV trong khu vực. Một số kiến trúc sư, chuyên gia tư vấn và chủ đầu tư tỏ ra lo ngại về sản lượng năng lượng thấp. Khi tiến bộ công nghệ hướng tới hiệu quả của các tấm BIPV, hiệu quả chuyển đổi của BIPV đã được cải thiện đáng kể. Ngày càng nhiều sự phát triển đón nhận các tấm BIPV hiệu năng cao như một nguồn năng lượng tái tạo tại chỗ, giúp việc triển khai các tấm BIPV đang trên đà tăng. Các chuyên gia tư vấn đa ngành đã tham gia vào việc triển khai hệ thống BIPV này sẽ hỗ trợ truyền bá việc áp dụng công nghệ, điều này sẽ dẫn đến các quyết định hợp lý đối với sự phát triển của BIPV trong tương lai.

AGC Châu Á Thái Bình Dương (AAP)