تعمل الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني على تمكين المباني من زيادة إنتاج الطاقة الشمسية إلى الحد الأقصى مع تقليل تكاليف المواد والطاقة على المدى الطويل.  ما هو BIPV؟ بناء الخلايا الكهروضوئية المتكاملة دمج الخلايا الكهروضوئية مباشرة في واجهة المبنى، بدلاً من ربط الخلايا الكهروضوئية بالواجهة الحالية. غالبًا ما يتم تضمين BIPV في عملية البناء ويأخذ المهندسون المعماريون في الاعتبار BIPV عند تصميم الهياكل. في بعض الحالات، قد يقوم المقاولون بتعديل المبنى باستخدام BIPV، لكن ذلك لن يكون فعالاً من حيث التكلفة مقدمًا. يمكن أن يتخذ BIPV أشكالًا عديدة في المباني. يمكن دمجها في جزء من السقف أو القوباء المنطقية. غالبًا ما تختار المباني الأكبر استخدام BIPV كجزء من واجهة المبنىوغالباً ما يتم دمج الخلايا في النوافذ. قد لا يحصل سطح المبنى على ما يكفي من ضوء الشمس، ولكن يمكن للمبنى متعدد الطوابق جمع الكثير من الطاقة الشمسية من خلال نوافذه المتعددة. تعتبر الواجهات الأخرى، مثل المظلات والمناور، مواقع ممتازة لـ BIPV. BIPV وBAPV BIPV جزء من هذا الهيكل. إنها تخدم الغرض المزدوج المتمثل في جامعي الطاقة ومواد البناء. BAPV (بناء الخلايا الكهروضوئية التطبيقية) هو توليد الطاقة الكهروضوئية المضافة إلى النظام الحالي. يعمل BAPV فقط كمجمع للطاقة. تتطلب هذه المباني مواد بناء قياسية. فوائد BIPV؟أنظمة BIPV لها فوائد كثيرة. إنها توفر طاقة نظيفة ومتجددة ليست مفيدة للبيئة فحسب، بل توفر أيضًا أموال أصحاب المنازل. من المرجح أن تقوم الشركات بتثبيت BIPV أكثر من BAPV لأنه يمكن دمجها بسلاسة في بنية المبنى. التصميم لا يجب أن يضحي بالجمال. يعتبر BIPV أكثر فعالية من حيث التكلفة على المدى الطويل، خاصة عندما يتم دمجه خلال مرحلة البناء. ولأن النظام يحل محل بعض مواد البناء التقليدية، ليست هناك حاجة لشراء هذه المواد ومعدات الطاقة الشمسية. كل هذا يمكن القيام به مقابل رسوم واحدة. سيوفر المبنى أموال فواتير الكهرباء وقد يعوض التكاليف الإضافية من خلال الحوافز الضريبية. إحدى مشكلات الطاقة الشمسية هي أن الطاقة ليست متاحة دائمًا عند الحاجة إليها. بالنسبة لـ BIPV، عادة ما تكون ذروة جمع الطاقة وذروة استهلاك الطاقة متسقة. يمكن للهيكل استخدام الكهرباء على الفور دون الحاجة إلى تخزين إضافي. لا يتعين على النظام الاعتماد كثيرًا على الشبكة، مما يوفر تكاليف الطاقة. وبمرور الوقت، سوف يفوق التوفير في تكاليف الطاقة بكثير تكلفة التركيب الأولي وتكاليف المواد. تطبيقات BIPV لدى BIPV العديد من التطبيقات العملية في قطاع البناء. يعد أي نوع من الواجهات التي تتلقى الكثير من ضوء الشمس خيارًا قابلاً للتطبيق. غالبًا ما يستخدم المصممون الأسطح و المناور لBIPV. نظرًا لأن المباني الكبيرة تتطلب المزيد من الطاقة ولا تحتوي على مساحة كبيرة على السطح، فإن النوافذ هي موقع ممتاز آخر. تعتبر النوافذ فعالة بشكل خاص في المباني الشاهقة في المنطقة. يمكن لأنظمة BIPV أن تلبي احتياجات المباني الكبيرة مع تقليل الحاجة إلى الوقود الأحفوري، وبالتالي المساهمة في البناء المستدام. يعد التقدم أمرًا بالغ الأهمية، ويمكن لـ BIPV إحراز تقدم مع تقليل الأضرار البيئية.

بناء الخلايا الكهروضوئية المتكاملة تخدم (BIPV) غرضًا مزدوجًا: فهي تعمل كطبقة خارجية للهيكل ، وتولد الكهرباء للاستخدام في الموقع أو للتصدير إلى الشبكة. يمكن لأنظمة BIPV توفير تكاليف المواد والكهرباء وتقليل التلوث وزيادة الجاذبية المعمارية للمباني. بينما يمكن إضافتها إلى الهياكل كتعديلات تحديثية ، فإن القيمة الأكبر لـ أنظمة BIPV من خلال تضمينها في تصميم المبنى الأولي. من خلال استبدال المواد القياسية بـ PV أثناء البناء الأولي ، يمكن للبناة تقليل التكلفة الإضافية لنظام الكهروضوئية والقضاء على مشكلات التكلفة والتصميم لنظام التثبيت المنفصل. بناء أنظمة الطاقة الكهروضوئية المتكاملة يتم التخطيط لها خلال مرحلة تصميم المبنى وإضافتها أثناء الإنشاء الأولي. تم تخطيط وبناء الخلايا الكهروضوئية المرفقة بالمبنى (BAPV) أثناء التحديث. يفتقر كل من BIPV و BAPV إلى معدات الأرفف والتركيب للأنظمة الكهروضوئية التقليدية. يأخذ مصممو معظم أنظمة الطاقة الشمسية المتكاملة في الاعتبار تقنيات الطاقة الشمسية المختلفة واستخداماتها المحتملة ومقارنتها بالاحتياجات المحددة لشاغلي المبنى. على سبيل المثال ، يمكن للخلايا الكهروضوئية الشفافة ذات الأغشية الرقيقة أن تتيح الإضاءة الطبيعية ، بينما يمكن للأنظمة الحرارية الشمسية أن تلتقط الطاقة الحرارية لتوليد الماء الساخن أو توفير تدفئة وتبريد الفضاء.  تطبيق BIPV· الواجهات - يمكن دمج الخلايا الكهروضوئية في جوانب المباني ، لتحل محل النوافذ الزجاجية التقليدية بألواح شمسية رقيقة شفافة أو بلورية. تتعرض هذه الأسطح لأشعة الشمس المباشرة بدرجة أقل من أنظمة الأسطح ، ولكنها توفر عمومًا مساحة أكبر قابلة للاستخدام. في تطبيقات التعديل التحديثي ، يمكن أيضًا استخدام الألواح الكهروضوئية لتمويه التصميمات الخارجية للمباني غير المرئية أو المتدهورة. · التسقيف - في هذه التطبيقات ، تحل المواد الكهروضوئية محل مادة التسقيف ، أو في بعض الحالات ، السقف نفسه. تقدم بعض الشركات أسطحًا شمسية متجانسة متكاملة مصنوعة من الزجاج الرقائقي ؛ يقدم البعض الآخر "بلاط" شمسي يمكن تثبيته بدلاً من بلاط السقف العادي. · التزجيج - يمكن استخدام الخلايا الشمسية فائقة الرقة لإنشاء أسطح شفافة تسمح لأشعة الشمس بالاختراق أثناء توليد الكهرباء. غالبًا ما تستخدم هذه لإنشاء مناور الكهروضوئية أو البيوت الزجاجية. اعتبارات التصميم المعماريجزء مهم من تعظيم قيمة نظام BIPV هو التخطيط للعوامل البيئية والهيكلية ، وكلاهما يؤثر على الاقتصاد والجماليات والوظائف العامة لأي نظام شمسي. العوامل البيئية· التشمس - يشير هذا إلى متوسط كمية الإشعاع الشمسي المتلقاة ، عادةً بالكيلوواط ساعة / م 2 / اليوم. هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا لوصف كمية الموارد الشمسية في منطقة معينة. · المناخ والظروف الجوية - يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المحيطة المرتفعة إلى تقليل إنتاج النظام الشمسي ، ويمكن أن تؤثر أنماط السحب وهطول الأمطار على إنتاج النظام ومتطلبات الصيانة. قد تتطلب المستويات العالية من تلوث الهواء تنظيفًا منتظمًا لتحسين الكفاءة. · التظليل - تحجب الأشجار والمباني المجاورة والهياكل الأخرى ضوء الشمس ، مما يقلل من ناتج a نظام الضوئية. · خط العرض - تؤثر المسافة من خط الاستواء على زاوية الميل المثلى التي تتلقى فيها الألواح الشمسية الإشعاع الشمسي. العوامل الهيكلية· متطلبات بناء الطاقة - يجب أن يأخذ تصميم نظام BIPV في الاعتبار ما إذا كان المبنى سيكون قادرًا على العمل بشكل مستقل تمامًا عن الشبكة ، الأمر الذي يتطلب بطاريات أو أنظمة تخزين طاقة أخرى في الموقع. · تصميم النظام الشمسي - يعتمد تصميم النظام الكهروضوئي نفسه على احتياجات الطاقة للمبنى ، بالإضافة إلى أي قيود هيكلية أو جمالية قد تحد من اختيار المواد. تتمتع الألواح المصنوعة من السيليكون البلوري بإنتاج طاقة أعلى لكل متر مربع ، ولكن لها قيود أكبر على التكلفة والتصميم. تولد المواد ذات الأغشية الرقيقة كهرباء أقل لكل متر مربع ، ولكنها أقل تكلفة ويمكن دمجها بسهولة أكبر في المزيد من الأسطح.