ENGINEERINGNET.BE - Fotovoltaïsche systemen die geïntegreerd worden in gevelstenen, dakpannen, muurpanelen of andere bouwmaterialen (Building-Integrated Photovoltaics of BIPV), zijn een beloftevol onderdeel van de transitie naar een energieneutraal gebouwenpark.
Maar tussen theorie en praktijk staan er nog enkele uitdagingen, voornamelijk in het ontwerp- en productieproces van de bouwelementen. Die moeten een hoge energieproductie combineren met een grote mate van flexibiliteit in kleur en vorm.
Bovendien is kostenefficiëntie (en dus automatisatie) van primordiaal belang. In tegenstelling tot de sterk gestandaardiseerde zonnecellen en -panelen, moeten BIPV-elementen worden gemaakt om te passen bij unieke bouwsituaties en -omstandigheden.
Dat vraagt om een meer aangepaste, flexibele en lokale productie – en een gestroomlijnde workflow tussen architecten, materiaalleveranciers en BIPV-producenten.
Het BIPV4ALL-project onderzocht een digitale workflow die het hele ontwerp- en fabricageproces van BIPV vereenvoudigt. Deze workflow verbindt verschillende bouwfases en belanghebbenden: van architecten en hun bouwheren, tot ingenieurs en de fabrikanten van op maat gemaakte bouwmaterialen.
Een digitaal platform geeft architecten aan hun tekentafel de tools voor simulatie en optimalisatie van het energierendement en genereert vervolgens automatisch technische tekeningen die quasi onmiddellijk als technisch bouwinstructieplan gebruikt kunnen worden bij de productiefaciliteit waar de BIPV-producten gemaakt kunnen worden.
Op die manier verlaagt de kosten van ontwerp en assemblage, vermindert bouwfouten en verbetert de haalbaarheid van BIPV-projecten, doordat architecten van in het begin met ‘uitvoerbare’ vormen werken.
Daarnaast onderzocht imec binnen het project een innovatief concept om betere prestaties en rendement mogelijk te maken in omstandigheden van gedeeltelijke beschaduwing.
Een flexibele lay-out van BIPV brengt namelijk ook technische uitdagingen met zich mee: de impact van beschaduwing moet worden meegenomen in het ontwerp, door het paneel technisch anders in elkaar te steken.
Ook werden nieuwe technologieën voor glaskleuren onderzocht, die de esthetische beperkingen van de huidige BIPV-systemen aanpakken en ervoor zorgen dat BIPV-materialen nog nauwelijks te onderscheiden zijn van andere bouwmaterialen.
Ten slotte werd in het project gewerkt aan verbeteringen in het productieproces van BIPV-modules. Automatisering biedt oplossingen voor de grootste uitdagingen van het huidige productieproces, namelijk hoge arbeidskosten en de afhankelijkheid van operators.
De in dit project ontwikkelde geautomatiseerde ‘bussingtools’ verbinden de verschillende zonnecellen met elkaar, waardoor handmatig solderen overbodig wordt.
Dit verkort de productietijd, drukt de productiekosten en verhoogt de betrouwbaarheid. Daardoor worden BIPV-systemen niet alleen betaalbaarder, maar ook aantrekkelijker voor architecten en bouwheren.
Klik hier voor meer informatie over dit project.
