Когда речь заходит о солнечных панелях для зданий, первое и почти автоматическое решение — крыша.
Именно кровельные солнечные электростанции чаще всего рассматривают как «правильный» вариант, а фасадные решения воспринимают скорее как эксперимент или архитектурное дополнение.
Однако эксперимент фасадной солнечной электростанции показал, что в условиях города фасад и крыша работают по-разному — и это различие нельзя игнорировать.
Почему в городе почти всегда выбирают крышу?
Кровля кажется логичным выбором:
- она ориентирована под оптимальным углом,
- получает прямое солнечное излучение,
- считается «чистой» с точки зрения инженерии.
Но в городских условиях крыша — это ещё и:
- ограниченная площадь,
- тени от надстроек и соседних зданий,
- накопление снега в зимний период,
- сложные условия обслуживания.
Именно поэтому исследователи УрФУ рассмотрели альтернативный сценарий — фасадную солнечную электростанцию в условиях плотной городской застройки.
Эксперимент: фасадная солнечная электростанция в реальных условиях
В рамках исследования анализировалась работа фасадной СЭС, установленной на 13-этажном здании Уральского федерального университета.
Важно, что:
- установка эксплуатировалась круглый год,
- учитывались сезонные колебания,
- данные сравнивались с промышленными солнечными электростанциями региона,
- оценивался не расчётный, а фактический КИУМ.
Это позволило рассмотреть фасад не как «нестандартное решение», а как полноценный источник энергии в городской среде.
Как фасад реагирует на городскую специфику?
Одно из ключевых отличий фасадных солнечных панелей — ориентация.
Вертикальное расположение меняет характер поступающей энергии.
Исследование показало, что фасад:
- меньше подвержен накоплению снега,
- активнее использует отражённую радиацию,
- стабильнее работает в периоды низкого солнца.
В условиях города, где вокруг много поверхностей, способных отражать свет, вклад рассеянного и отражённого излучения становится заметным фактором выработки.
Крыша и фасад: не конкуренты, а разные сценарии?
Эксперимент не ставил задачу доказать, что фасад лучше крыши.
Напротив, данные показывают: это разные сценарии работы.
Крыша:
- даёт высокий вклад летом,
- чувствительна к снегу и затенению,
- требует точного подбора угла наклона.
Фасад:
- демонстрирует более равномерную выработку в течение года,
- заметно выигрывает зимой и в межсезонье за счёт отражённой радиации,
- лучше адаптируется к плотной застройке.
Именно поэтому сравнение «что лучше» некорректно без учёта условий эксплуатации.
Что показал КИУМ фасадной станции?
По итогам годовых наблюдений коэффициент использования установленной мощности фасадной солнечной электростанции составил 8,8%.
Для городской среды и уральского климата это значение:
- сопоставимо с промышленными СЭС региона,
- близко к показателям ряда европейских стран,
- подтверждает, что фасадные солнечные панели могут быть не декоративным элементом, а рабочим энергетическим решением.
Если перевести разговор из «где лучше ставить панели» в «что реально даёт СЭС», остаётся самый практичный вопрос — про реальную выработку и долю покрытия потребления. Об этом — следующий материал.
Источник:
Велькин В. И., Немихин Ю. Е., Щеклеин С. Е., Матвеев А. В.
Исследование эффективности фасадных солнечных электростанций для широкого внедрения в мегаполисах России.
Кафедра атомных станций и возобновляемых источников энергии, Уральский федеральный университет.