کاشی های خورشیدی چگونه کار می کنند؟

محصولات و پروژه‌ های سازگار با محیط زیست به طور فزاینده‌ای در صنعت ساخت و ساز جهانی اهمیت یافته‌اند. با توجه به ماهیت غیر سنتی مصالح ساختمانی سبز، انتخاب هوشمندانه آن‌ها می‌تواند به عنوان اجزایی مناسب برای مشخصات ساختمان‌ها باشد.
تحت کنترل در آوردن انرژی خورشید برای تأمین نیازهای انرژی ساختمان مفهوم جدیدی نیست، زیرا که انواع مختلف پنل های خورشیدی (مانند کاشی های خورشیدی) چندین دهه است که وجود دارند. با این حال محصولات مختلف، ویژگی‌های مختلفی دارند که ممکن نیست پاسخگوی همه نیازهای معماران و مهندسان باشند.

کاشی های خورشیدی نسخه مینیاتوری از تکنولوژی صفحات خورشیدی برای خانه هایی با معماری مبتنی بر توسعه پایدار و استفاده از انرژی پاک هستند. معماران ساختمان های سبز در آینده این متریال پر کاربرد را در لیست دائمی مصالح ساختمانی خود در نظر خواهند گرفت. کاشی‌ های خورشیدی درست همانند پنل‌های خورشیدی یا فتووالتائيك که در اغلب ساختمان‌ها استفاده می‌شوند، عمل می‌کنند. تفاوت اصلی میان آن‌ها در نحوه مونتاژ شدن است. پنل‌های خورشیدی برای پیاده سازی به وجود سقف وابسته هستند، در حالی که کاشی‌ های خورشیدی درست همانند کاشی‌های معمولی از همان ابتدا قسمتی از مواد به کار رفته برای ایجاد سقف هستند.

کاشی‌ها به وسیله سلول‌های خورشیدی ساخته شده‌اند، هنگامیکه نور خورشید را دریافت می‌کنند، یک میدان الکتریکی ایجاد کرده و قادر به تأمین انرژی الکتریکی برای استفاده در داخل ساختمان هستند. هر کاشی توسط کابل‌هایی به برد توزیع برق متصل می‌شود.

تاریخچه:

تاریخچه ساخت این سفال های سقفی به سال ۲۰۱۱ و شرکت The Dow Chemical بر می گردد. این شرکت جزو اولین پیشگامان تکنولوژی های کاربردی در متریال ساختمانی است و در آن سال این نسخه های مینیاتوری پنل های خورشیدی را ارائه داد. این پنل ها، واحد هایی اند که CIGS (ایندیم گالیم دی سلنیوم) به آنها تزریق شده و اجازه می دهد این سلول های خورشیدی نازک به بازدهی ۱۹٫۹ درصدی برسند، که فقط ۰٫۴ درصد با ماکسیمم بازدهی پنل های خورشیدی رایج فاصله دارد.

دانشمندان در جستجوی راه هایی برای ایجاد سلول های خورشیدی شفاف یا نیمه شفاف به عنوان جایگزینی برای شیشه های مورد استفاده در ساختمان های مدرن با هدف استفاده از انرژی خورشیدی هستند. اما این امر چالش بزرگی است، زیرا شفافیت در سلول های خورشیدی کارایی آنها را در جذب نور خورشید کاهش می دهد. امروزه سلول های خورشیدی معمولی از سیلیکون ساخته شده اند و انتظار اینکه شفاف باشند کمی سخت است. در مقابل، سلول های خورشیدی نیمه شفاف، از مواد ارگانیک و بی رنگ شده مصنوعی ساخته می شوند، اما در مقایسه با سلول های مبتنی بر سیلیکون، بازده آنها نسبتا کم است.

***

استفاده از هر دو پنل های خورشیدی و کاشی‌ های خورشیدی در حال حاضر برای معماران، مهندسان و دیگر متخصصان در دسترس است. به عنوان مثال از آن‌ها می‌توان برای کاربردهای مسکونی بهره برد، از طرفی استفاده از آن‌ها برای کاربردهای تجاری خیلی مناسب است. همچنین انرژی مورد نیاز ساختمان‌های شهری مانند استادیوم‌ها می‌توانند با تکنولوژی خورشیدی تأمین گردد. اما طراحان به حجم زیادی از این محصولات نیاز دارند تا بتوانند به تولید سطح انرژی مورد نیاز برسند. البته لازم به گفتن نیست، که هر دو محصولات پنل و کاشی‌ های خورشیدی برای همه پروژه‌های سازگار با محیط زیست ایده آل هستند، زیرا که انرژی تولیدی آن‌ها اساسا پاک ‌تر از دیگر روش‌های تأمین انرژی است.

 

نصب و راه اندازی

هر دو نوع محصول پنل و کاشی خورشیدی را می‌توان در ساختمان‌های موجود، به عنوان بازسازی و یا بخشی از مقاوم سازی طرح‌های سازگار با محیط زیست استفاده کرد. با این حال روش نصب و راه اندازی این محصولات کاملا از هم متمایز است. برای مثال پانل‌های خورشیدی پشت بام‌ها، باید بتوانند به هر لایه از پیش موجود پشت بام بچسبند.

برای عملکرد مؤثر کاشی‌ها ، لازم است یک اینورتر یا معکوس‌کننده نصب کنید که انرژی گرفته شده توسط هر کاشی را به برق تبدیل کند. جایگزین دیگر نصب یک دستگاه انتقال دهنده خورشیدی (Solar diverter) یا «سیستم خورشیدی داخلی» با نظارت یک متخصص است.

مقدار انرژی جمع‌آوری شده از طریق انرژی خورشید، با میزان نور خورشیدی که کاشی در معرض آن قرار داشته ارتباط مستقیمی دارد، که به طور حتم به آب‌وهوا و موقعیت پروژه مرتبط است. همچین واضح است که روزهای آفتابی نسبت به روزهای ابری انرژی کارآمد بیشتری دارند.

برای اطمینان از داشتن حداکثر کارایی، تمیز کردن و محافظت از کاشی‌ها ضروری است. علاوه بر این، توصیه می‌شود که کاشی‌های خورشیدی در کنار یکدیگر و مرتب‌ شده قرار گرفته و با هم همپوشانی نداشته باشند (برخلاف کاشی‌های سرامیکی معمولی)، زیرا این امر از ایجاد سایه که نور خورشید را جذب نمی‌کند ، جلوگیری می کند.

 

مقایسه هزینه‌ها

در حال حاضر کاشی‌ های خورشیدی و پنل ها بیشتر به لحاظ قیمت مقایسه می‌شوند. این دو محصول از جنبه‌های بسیاری شبیه به هم هستند و تقریبا قیمت یکسانی دارند. با داشتن هزینه نصب بالا (که تقریباً در 5 سال پس انداز قابل توجهی ایجاد می کند) ، کاشی های سقفی خورشیدی معمولاً در ساختمان های شرکتی استفاده می شوند که به دنبال صدور گواهینامه مربوط به پایداری هستند. با این حال ، در حال حاضر ، آنها همچنین در برخی از خانه های چند خانواده با استاندارد بالا نصب شده اند که هدف آنها کاهش هزینه های برق معمولی است. مسئله اصلی برای تولید کنندگان و مصرف کنندگان به دست آوردن صرفه جویی انرژی با نصب این محصلات سازگار با محیط زیست است.

قبض انرژی با استفاده بهینه از فن آوری های خورشیدی را می‌توان به میزان 60٪ کاهش داد که نشان می‌دهد گنجاندن آن‌ها در ساخت طرح‌های اقتصادی یک حرکت هوشمندانه است. پنل های خورشیدی و کاشی‌ های خورشیدی برخی مزایای سازگار با محیط زیست را بدون اختلاف زیاد در هزینه ارائه می‌دهند. پنل های خورشیدی ممکن است تطبیق پذیری بیشتری برای استفاده داشته باشند اما پیشرفت‌های مداوم فن آوری، کاشی‌ های خورشیدی را گزینه‌ای با دوام برای ساخت و ساز حرفه‌ای در سراسر جهان تبدیل خواهد کرد.

کلینیک ساختمانی فراز سازه ارائه دهنده ی متنوع ترین و بهترین مصالح ساختمانی