Jak wykorzystać energię ze słońca? Mała architektura z fotowoltaiką

Producenci elementów małej architektury, m.in. mebli miejskich, wykorzystują możliwości fotowoltaiki. Nowoczesne moduły fotowoltaiczne pozwalają tworzyć inteligentne ławki, wiaty, przystanki, a także pergole i zadaszenia, które stają się ogólnodostępnymi źródłami darmowej energii.

Spis treści

1. Wiaty z zasilaniem fotowoltaicznym
2. Pergole i zadaszenia tarasów
3. Ławki fotowoltaiczne
4. Lampy miejskie z PV
5. Ogrodzenia fotowoltaiczne
6. Fotowoltaika na ekranach akustycznych

Wiaty z zasilaniem fotowoltaicznym

Wiaty z dachem pokrytym panelami fotowoltaicznymi to jedno z częściej stosowanych rozwiązań w małej architekturze miejskiej z powodzeniem wpisujących się w ideę Smart City. Zwykle konstrukcje takich wiat wykonywane są z profili stalowych ocynkowanych i lakierowanych proszkowo na dowolny kolor z palety RAL. Wypełnienie ścian może stanowić szkło hartowane, drewno lub inne materiały. Na rynku dostępne są m.in. wiaty rowerowe oraz przystankowe, w których wykorzystuje się panele słoneczne.

Ciekawym przykładem z oferty rynkowej jednego z producentów elementów małej architektury jest wiata rowerowa, która na dachu ma wbudowane dwa panele słoneczne o mocy 265 W każdy. Wiata o wymiarach 3,1 x 4,9 m jest wyposażona w stojak na cztery rowery. Można w niej również zamontować witryny reklamowe. Prąd uzyskiwany z modułów fotowoltaicznych jest magazynowany w akumulatorze (z zabezpieczeniem przed przeładowaniem) oraz dostępny z czterech gniazd 230 V i czterech 5 V 2 A. Wiata rowerowa z panelami PV umożliwia ładowanie jednośladów elektrycznych oraz urządzeń mobilnych (np. smartfonów, tabletów), a inteligentne oświetlenie LED ułatwia bezpieczne korzystanie z wiaty nawet po zmroku. Opcjonalnie zasilanie 12 V poprzez gniazdo zapalniczki samochodowej pozwala na podłączenie lodówek turystycznych, kompresorów, pompek do materacy itp.

Innym rozwiązaniem jest np. wiata przystankowa z zasilaniem z paneli fotowoltaicznych umieszczonych na zadaszeniu lub ścianach zewnętrznych. Bezramkowe, monokrystaliczne panele słoneczne typu szkło-szkło, o mocy 770 Wp, są wykonane w formie przeziernej lub na szkle barwionym w masie, a nawet z grawerowaniem. Wymiary paneli to: szerokość 1483 mm, wysokość 2368 mm, długość 5200 mm. Grubość modułów wynosi od 3 do 22 mm.

Wyposażenie wiaty przystankowej to przede wszystkim podświetlana gablota z rozkładem komunikacji miejskiej, system zdalnego monitorowania parametrów i pracy sterowania, oświetlenie, ładowarka do smartfonów i tabletów oraz Wi-Fi. Wiata może mieć także m.in. funkcję samoodśnieżania lub podgrzewane siedziska. Działanie instalacji zamontowanej w takiej wiacie może być całkowicie niezależny od stopnia zużycia energii danego dnia oraz od ilości pobranej energii słonecznej. Wiata może być dodatkowo podłączona do sieci energetycznej lub wyposażona w odpowiedni akumulator, który magazynuje zebraną energię z modułów fotowoltaicznych. Zapasowe zasilanie jest głównie wykorzystywane w nocy lub w przypadku podwyższonego zapotrzebowania na energię.

Tu warto wspomnieć tzw. pylonach komunikacyjnych (Smart Pylonach) zasilanych energią pozyskaną z modułów fotowoltaicznych. Urządzenie takie może zastąpić tradycyjne słupki z rozkładami jazdy. Dzięki energii zmagazynowanej we wbudowanym akumulatorze, smart pylon może je podświetlać także w nocy. Pylony mogą być też wyposażone w specjalne gniazdo do ładowania urządzeń przenośnych, wbudowany router Wifi, a także funkcję samoczynnego odśnieżania.

Wykorzystują do tego energię z paneli słonecznych umieszczonych na zadaszeniu stacji. Na stalowej konstrukcji stacji opiera się blat stolika z wytrzymałego wodoodpornego laminatu HPL, w którym wbudowana jest ładowarka indukcyjną oraz panel z dwoma lub trzema portami USB w standardzie Quick Charge. Zamontowana w stacji listwa ze światłami LED automatycznie uruchamia je po zapadnięciu zmroku. Opcjonalnie istnieje możliwość zamontowania modułu Wi-Fi zapewniającego szybki, bezprzewodowy internet, a także stojaka na rower.

Pergole i zadaszenia tarasów

Fotowoltaiczne zabudowy tarasów i pergole to ciekawe rozwiązanie polecane do nowoczesnych, inteligentnych domów, a także jako alternatywa dachowej instalacji fotowoltaicznej. Takie zadaszenia i pergole zwykle mają aluminiową konstrukcję, a panele słoneczne formę przezierną lub na szkle barwionym w masie. Dzięki instalacji PV pergole i zadaszenia nie tylko osłaniają taras, lecz także generują energię, która można zasilać urządzenia elektryczne.

Producenci oferujący takie rozwiązania proponują zwykle kilka wariantów pergoli o zróżnicowanym wyglądzie oraz mocy zainstalowanych modułów fotowoltaicznych (np. 3, 4 lub 5 kW). Niektóre systemy można również wyposażyć oświetlenie LED zasilane z instalacji PV, a także w magazyny energii.

Ciekawym rozwiązaniem może być również przydomowy ogród zimowy z własnym systemem fotowoltaicznym i akumulatorem do przechowywania nadmiaru pozyskanej energii. Panele słoneczne są umieszczane bezpośrednio w szkle bezpiecznym, odpornym na silny wiatr i wytrzymującym obciążenie śniegiem (450 kg/m²). Typowy rozmiar oferowanych ogrodów zimowych to 3 x 5 m, ale konstrukcję ogrodu można dostosować do jakiegokolwiek rozmiaru i typu paneli. Panele fotowoltaiczne stosowane w takiej instalacji mają moc 250, 380 lub 365 Wp. Akumulator: o długim okresem eksploatacji, eleganckim wyglądem i łatwością instalacji.

Przeczytaj również:

• Nowa fasada w zabudowie historycznej. Zobacz niesamowite realizacje!
• Hotele w zamkach i pałacach. 10 hoteli w zabytkowych obiektach na Mazowszu
• Czy biurowce mogą zwiększać bioróżnorodność miast? Najemcy biurowi chcą więcej zieleni!

Ławki fotowoltaiczne

Ławki, siedziska, a nawet stoliki wyposażone w moduły fotowoltaiczne są coraz częściej wykorzystywane jako nowoczesne i funkcjonalne meble miejskie – zgodne z ideą Smart City. Można je stawiać w parkach, na deptakach, a także na dworcach, placach lub innych miejscach publicznych. Są dobrym rozwiązaniem tam, gdzie trudno o tradycyjny dostęp do sieci energetycznej. Dzięki panelom fotowoltaicznym takie meble – poza miejscem odpoczynku bądź spotkań – zyskują nowe funkcje, najczęściej np. możliwość zasilania urządzeń mobilnych (np. naładowania telefonu, tabletu lub laptopa), często są także wyposażone w moduł Wi-Fi.

Wśród dostępnych na rynku licznych rozwiązań warto wyróżnić:

• ławki parkowe z zadaszeniem – moduły umieszczone są w powierzchni daszku , energię pozyskaną ze słońca wykorzystuje się do zasilania oświetlenia LED, stacji ładowania urządzeń mobilnych lub sieci Wi-Fi, monitoringu otoczenia, a nawet podgrzania siedziska czy samoodśnieżania ławki;
• ławki hybrydowe – wyposażone w panele fotowoltaiczne bez akumulatorów; mogą działać jako autonomiczne lub przy zasilaniu zewnętrznym 230 V, co jest ważne gdy zgromadzona energia ze słońca nie wystarczy – wtedy urządzenie automatycznie przełącza się na zasilanie 230 V z sieci energetycznej. Takie ławki są wyposażone w gniazdo 230 V, gniazdo USB, ładowarkę indukcyjną Qi, a także oświetlenie LED i zewnętrzny router WiFi;
• ławki z siedziskiem fotowoltaicznym – w nich specjalny, wytrzymały panel fotowoltaiczny (z akumulatorem, dwoma ładowarkami i oświetleniem LED) pełni jednocześnie funkcję siedziska, dostępne jest również inne rozwiązanie – tzw. smart beam – listwa fotowoltaiczna to panel solarny (90 W), wyposażony w dwa gniazda USB i dwie ładowarki indukcyjne Qi, którą przykręca się do głównej stalowej, aluminiowej lub drewnianej konstrukcji ławki, np. w siedzisku. Przykładowe wymiary takiej deski to 1800 x 153 x 44 mm, a ciężar – 9 kg. Taka listwa może mieć np. dodatkowy akumulator (66 Ah), czujnik ciśnienia, wilgotności i temperatury powietrza, miernik liczby użytkowników, router Wi-Fi;
• ławki i stoliki parkowe – zestawy ławek i stolików wyposażone w systemy fotowoltaiczne obejmujące stacje szybkiego ładowania USB, dostęp do otwartej sieci WiFi, a także oświetlenie zmierzchowe, iluminacje i oświetlenie (również RGB), dodatkowe indywidualne wyposażenie i funkcje niestandardowe, znakowanie, personalizację produktów. Przykładowe wymiary stolika: 1808 x 1028 x 763 mm, ławki: 2170 x 534 x 456 mm, a moc zamontowanych w nich paneli fotowoltaicznych odpowiednio od 160 i od 80 Wp;
• ławki ze stojakami na rowery – to zwykle podobne jak opisane wyżej ławki z panelami fotowoltaicznymi, ale dodatkowo wyposażone w kilka stanowisk na rowery. Ławki mają wbudowane baterie, gniazda USB (12 V), a także są wyposażone w oświetlenie LED (włączane przez czujnik zmierzchowy lub ruchu), router Wi-Fi – hotspot (darmowy lub za opłatą). Dodatkowo takie ławki mogą mieć np. dodatkowe gniazdka 230 V oraz możliwość rozbudowy ławki o stacje naprawcze rowerów (stojak i klucze), a także wykończenie ławki w kolorze z palety RAL i ozdobienie dowolną grafiką.

Lampy miejskie z PV

Wśród elementów małej architektury z fotowoltaiką można również wymienić inteligentne, a jednocześnie bardzo dekoracyjne lampy wyposażone w diody LED oraz zestaw automatyki do pracy bateryjnej, które zasilane są energią pozyskaną dzięki modułom fotowoltaicznym. Sprawdzą się tam, gdzie doprowadzenie elektryczności wymaga dużych inwestycji lub stanowi spory problem. Co istotne, jeśli bateria się wyczerpie, lampy przełączają się na zewnętrzne zasilanie 230 V. Niektóre modele są wyposażone w funkcję samoodśnieżania.

Lampy z fotowoltaiką można instalować np. na przejściach dla pieszych, parkingach, skrzyżowaniach, placach zabaw czy deptakach.

• Zobacz galerię: Fabryka Wody w Szczecinie

Zobacz galerię 113 zdjęć

Ogrodzenia fotowoltaiczne

Ciekawym elementem małej architektury są nowoczesne przęsła ogrodzeniowe w formie paneli fotowoltaicznych. To dwustronnie aktywne ogniwa (bifacial) krzemowe monokrystaliczne, z powłoką antyrefleksyjną, o wysokiej mocy przy jednocześnie niewielkiej powierzchni. Dostępne są w wersjach transparentnej oraz przyciemnianej. Przęsło fotowoltaiczne jest odporne na warunki atmosferyczne i bardzo wytrzymałe – maksymalne obciążenie statyczne wynosi 5250 Pa, maksymalne ssanie wiatru – 2400 Pa, jest odporne na uderzenie na kulę gradową o średnicy 25 mm.

Takie innowacyjne przęsła fotowoltaiczne łatwo się montuje. Trzeba tylko pamiętać, by na etapie montażu bloczków ogrodzeniowych umieścić prefabrykowany przewód solarny w peszlu. Ponadto w ogrodzeniu trzeba zamontować specjalne uchwyty montażowe z gumowymi wkładkami do bloczków ogrodzenia (liczba zależy głównie od wymiarów przęsła). Producent tego rozwiązania oferuje przęsła o mocy znamionowej 350 Wp i wymiarach 1950 x 1100 x 10 mm oraz 410 Wp i wymiarach 2350 x 1100 x 10 mm. Moduły mogą bez problemu pracować w temperaturze roboczej od –40 do 85oC.

Energia pozyskana ze słońca dzięki przęsłom fotowoltaicznym może być wykorzystana do zasilania automatyki bramy wjazdowej oraz oświetlenia ogrodzenia lub podjazdu.

Fotowoltaika na ekranach akustycznych

Ekrany akustyczne ustawiane wzdłuż ruchliwych dróg to elementy o dużej powierzchni, którą można wykorzystać do pozyskania energii ze słońca. Takie rozwiązania to zwykle projekty pilotażowe, ale testy prowadzone m.in. w Stanach Zjednoczonych wskazują, że może to być opłacalny system. Również w Polsce sprawdza się skuteczność tego typu instalacji, m.in. w jednym z miast wymieniono sześć modułów zielonej ściany akustycznej na ekrany z panelami fotowoltaicznymi o łącznej mocy 5,52 kW, które można wpiąć do instalacji fotowoltaicznej i pozyskiwać darmową energię. Testy takiego zastosowania fotowoltaiki przeprowadzały np. Polskie Koleje Państwowe przy współpracy z Narodowym Centrum Badań i Rozwoju.

Źródło informacji: mlsystem.pl, rama.net.pl, www.puczynski.pl, www.solarsystemy.pl, www.hobbytec.pl, zenaluminium.pl, fotowoltaika.bruk-bet.pl

Dorota Czernek