Integrace zařízení pro využití obnovitelných zdrojů energie do struktury budov
Energetika budov
Obvodové pláště budov plní mnoho funkcí, které souhrnně zajišťují přijatelné životní podmínky pro uživatele objektu. V závislosti na vnějších podmínkách se zpravidla jedná o fyzické oddělení interiéru od exteriéru poskytující ochranu před vnějšími klimatickými podmínkami, zajištění tepelné pohody, fasády ochraňují vnitřní prostor před přesvětlením. Střechy a fasády budov však mohou plnit i aktivní funkci zdroje energie - jak tepelné, tak elektrické. Pláště budov jsou vystavovány nemalým energetickým tokům zvláště v podobě slunečního záření. Využívání této energie pomocí zařízení umístěných na střechách a fasádách budov představuje významný přínos v úspoře primárních energií.
Cíle projektu
- vyvinout OZE pro široké aplikační možnosti pro integraci v různých částech pláště budov se zohledňením minimalizace energetické náročnosti výroby, maximalizace energetického zisku, vzhledové kvality, užitné hodnoty, vysoké míry bezpečnosti a maximální hospodárnosti při recyklaci po ukončení doby života.
- podpořit tuzemský rozvoj výzkumu a vývoje v oblasti fotovoltaiky prostřednictvím vzniku pracovních skupin zvláště na technických vysokých školách a větší provázání vývojových aktivit skupin stávajících.
- prohloubit a navázat spolupráci konsorcia se zahraničními pracovišti a zvýšit tak pravděpodobnost vstupu do grantových projektů v rámci Evropské unie.
Popis projektu
Nositelé projektu si kladou za cíl vyvinout OZE pro široké aplikační možnosti pro integraci v různých částech pláště budov. Prvky OZE pro fasádní aplikace budou plnit funkce běžně užívaných stavebně-konstrukčních prvků tak, aby nabízely jejich plnohodnotnou alternativu.
Při vývoji aplikací budou zohledňovány minimalizace energetické náročnosti výroby, maximalizace energetického zisku, vzhledová kvalita, užitná hodnota, vysoká míra bezpečnosti a maximální hospodárnost při recyklaci po ukončení doby života. Důležitým aspektem je zajištění snadnosti instalace. Navržená a ověřená řešení budou respektovat zásadu minimalizace přidaných nákladů proti standardním fasádním prvkům.
V počáteční fázi projektu bude zhotovena rešerše popisující stávající stav rozvoje a znalostí v oblasti možných integrací OZE do fasád budov. V rešerši budou definovány aplikační možnosti pro integraci zvláště solárních panelů do plášťů budov. Dále bude proveden souhrn požadavků na vlastnosti obvodových plášťů budov, jako jsou:
- Energetická bilance budovy
- Tepelná pohoda
- Světelné podmínky v interiéru
- Mechanické vlastnosti konstrukcí
- Vliv na životní prostředí
Pozornost bude věnována požadavkům na konstrukční provedení, na náročnost instalace a konečně také bude posouzena ekonomická bilance fotovoltaických systémů integrovaných do plášťů budov.
Velmi důležitou částí projektu bude výzkum vhodných materiálů a technologií pro pouzdření solárních článků. Budou zkoumány základní vlastnosti vybraných materiálů v aplikaci pro zhotovení struktury solárního panelu:
- Optické vlastnosti - propustnost, odrazivost, lom
- Mechanické vlastnosti - adheze, tvrdost, rázová odolnost
- Elektrické vlastnosti
Značná část práce bude věnována studiu dlouhodobé stability sledovaných parametrů pomocí zrychlených klimatických testů a prostřednictvím expozice vzorků podmínkám vnějšího prostředí. Budou stanoveny nejvhodnější parametry procesů pro aplikaci jednotlivých materiálů v konkrétních technologiích. V rámci výzkumu se budeme věnovat i technice propojování solárních článků do řetězců. Budou analyzovány vlastnosti jednotlivých řešení vedoucí k omezení odporových ztrát.
Na základě zkušeností získaných během řešení předchozích dílčích úkolů bude prováděn výzkum a vývoj stavebně-konstrukčních prvků s integrovanými solárními články. Součástí bude výběr nejvhodnějších aplikačních možností a příslušných vhodných materiálů a postupů. Realizace funkčních vzorků vybraných fasádních prvků s OZE bude provedena na připravených pracovištích partnerů řešitele. Vlastnosti vzorků budou detailně analyzovány a vyhodnoceny. Vlastnosti zhotovených vzorků funkčních prvků budou ověřovány také v podmínkách venkovního prostředí.
Praktický výstup
Završením projektu bude realizace pilotní instalace vybranými OZE pro integraci do různých částí budov. Dílčí úkol se bude skládat z návrhu na způsob aplikace, výběru vhodného objektu, samotné realizace a konečně z dlouhodobého hlediska měření a vyhodnocení parametrů jednotlivých systémů včetně měření klimatických podmínek.
