في ساعة واحدة فقط، تصل إلى الأرض طاقة شمسية تفوق ما يستخدمه العالم في عام كامل، مما يجعل أسطح المنازل الشمسية فرصة مثالية للاستفادة منها. هذه الألواح الأنيقة ذات التقنية العالية تُحدث ثورة في تصوراتنا حول الطاقة، حيث تولد كهرباء نظيفة يمكن أن تقلل من بصمتك الكربونية بنسبة تصل إلى 80% وتوفر آلاف الدولارات على فواتير الطاقة. لم تعد الألواح الشمسية تتميز بالكفاءة والمتانة فقط، بل تتناغم أيضًا بسلاسة مع العمارة الحديثة، مما يحول المنازل إلى محطات لتوليد الطاقة.
مع تزايد أهمية كفاءة الطاقة في البناء، لم تعد العمارة المستدامة مجرد تقليل استهلاك الطاقة، بل تتعلق أيضًا بتوليد الطاقة في الموقع. لقد أصبحت أنظمة الطاقة الشمسية أو الألواح الكهروضوئية “PV” تحظى بشعبية متزايدة في العقود الماضية كمصدر للطاقة المتجددة لتشغيل المباني التجارية والصناعية، فضلاً عن المكاتب والمنازل.
استغلال الطاقة الشمسية على الأسطح المسطحة
تمتلك معظم المباني التجارية أسطحًا مسطحة، مما يوفر دعمًا مثاليًا وسهولة في الوصول لتركيب الألواح الكهروضوئية مقارنة بالأسطح المائلة. وتقدم أغشية الأسطح الأحادية الطبقة من Elevate لوحة مثالية لتركيب الألواح الشمسية على الأسطح.
نظرًا لأن استثمارات الطاقة الشمسية على الأسطح هي استثمارات طويلة الأجل تمتد من 20 إلى 25 عامًا، يجب أن يكون نظام التسقيف مصممًا ليكون متينًا. ويتميز نظام الأسطح الشمسية المسطحة بوجود سطح سقف قوي، وحاجز بخاري، وعزل، وغشاء عازل للماء، تُركب فوقه الألواح الشمسية. بالإضافة إلى توفير العزل والحماية ضد العوامل الجوية، يجب أن يتحمل غشاء السقف حركة السير الإضافية أثناء التركيب والصيانة، بالإضافة إلى وزن الألواح الشمسية وأرفف التركيب.
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من أنظمة الطاقة الكهروضوئية التي يمكن استخدامها على الأسطح المسطحة أو ذات الميل المنخفض:
1- نظام اختراق السقف: تُركب الألواح الشمسية على نظام تركيب يخترق غشاء السقف. ويصبح التفصيل حاسمًا لضمان عدم تسرب الماء في نظام التسقيف.
2- نظام غير مخترق: تُركب الألواح الشمسية على نظام دعم رفوف يُركب فوق الغشاء دون تثبيت، ويتم تثبيته في مكانه باستخدام الوزن الزائد.
3- الشرائح المدمجة: تُلصق شرائح كهروضوئية فوق غشاء السقف.
هل يؤثر لون غشاء السقف في أداء الطاقة الشمسية؟
تُعرف أغشية السقف ذات الألوان الفاتحة، بفضل قدرتها العالية على الانعكاس، بأنها تمتص حرارة أقل مقارنةً بالأسطح الداكنة، مما يساهم في تقليل الطاقة اللازمة لتبريد المبنى. غالبًا ما يُفترض أن الجمع بين الألواح الكهروضوئية وأغشية السقف البيضاء أو الرمادية الفاتحة يعزز كفاءة الطاقة الشمسية. ومع ذلك، تشير دراسة معمقة أُجريت بتكليف من Elevate ونفذتها استشارات مستقلة 3E إلى تحدي هذا الافتراض.
في هذه الدراسة، استعرض العلماء حالتين حقيقيتين لتركيب أسطح شمسية: واحدة مُعزولة بغشاء EPDM والأخرى بغشاء TPO الأبيض. قاموا بقياس الانعكاسية في حالتين مختلفتين من التعرض للعوامل الجوية: في البداية وبعد ثلاث سنوات. لم يتمكنوا من تأكيد العلاقة المتوقعة بين لون غشاء السقف والأداء طويل الأمد للنظام الكهروضوئي، ولكن يجب ألا يكون ذلك مفاجئًا تمامًا. فقد أشارت دراسات متعددة إلى أن أغشية السقف البيضاء عادةً ما تفقد ما يصل إلى نصف قدرتها على الانعكاس خلال السنوات الثلاث الأولى.
بغض النظر عن نوع تركيب الطاقة الشمسية، يجب أن يؤخذ النظام الكلي للسقف في الاعتبار خلال مرحلة التصميم لتحقيق نظام كهروضوئي موثوق على السطح. فإذا فشل أحد الطبقات، فسيفشل النظام بالكامل. وإذا كانت هناك حاجة لإصلاح السقف، فسيتعين إزالة تركيب الألواح الكهروضوئية وإعادة تركيبه مرة أخرى، مما يسبب تكاليف مالية وبيئية كبيرة. لذلك، فإن اختيار المكونات الصحيحة للسقف من البداية أمر حاسم لتجنب الأضرار وضمان أداء عالٍ وحل قوي وطويل الأمد.
المصدر: ArchDaily