وحدة BIPV هي نظام كهروضوئي متكامل تستخدم لتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء في المبنى. فهو يدمج الطاقة الشمسية في مشروع البناء بطريقة جذابة وفعالة من حيث التكلفة. ويمكن تطبيقه على أنواع مختلفة من المباني بما في ذلك التجارية والصناعية والسكنية. ويمكن أيضًا دمجه مع عنصر تخزين حراري مصنوع عادةً من مواد تغيير الطور (PCM).

يمكن أن يكون لدمج الطاقة الكهروضوئية في غلاف المبنى مزايا من حيث التصميم المعماري والجماليات والمتانة. ومع ذلك، من المهم أن نأخذ في الاعتبار أن دمج الطاقة الكهروضوئية في المبنى يجب أن يتم التخطيط له بعناية لتحقيق أقصى قدر من الأداء وكفاءة الطاقة. يتضمن ذلك تصميم مخطط الخلايا الشمسية واختيار النوع المناسب من الخلايا الكهروضوئية والعاكس لدمجها في غلاف المبنى.

متاح حاليا وحدات BIPV استخدم إما تقنيات الأغشية الرقيقة المعتمدة على السيليكون البلوري (c-Si). مثل السيليكون غير المتبلور (a-Si)، والسيليكون الجريزوفولفين (m-Si)، وسيلينيد الإنديوم الغاليوم النحاسي (CIGS)، وتيلوريد الكادميوم (CdTe). يمكن تعزيز شفافية وحدة BIPV عن طريق المباعدة بين الخلايا الشمسية غير الشفافة من نوع c-Si وتطبيق أكسيد موصل شفاف على سطحها. ومع ذلك، فإن هذا سوف يقلل بشكل كبير من كفاءة الوحدة.

يمكن تصميم BIPV شبه الشفاف لتلبية مجموعة متنوعة من متطلبات التصميم بدءًا من ضوء النهار والتحكم في الوهج وحتى الحفاظ على الطاقة. بالنسبة لتطبيقات ضوء النهار، يرتبط الأداء الأمثل لطاقة الإضاءة ارتباطًا وثيقًا بمتوسط ​​النفاذية المرئية (AVT) ونسبة النافذة إلى الجدار (WWR). ويمكن تحقيق ذلك عن طريق استخدام a-Si أو CIGS BIPV ذات المسافات المخصصة، وكذلك باستخدام أنظمة الكسوة شبه الشفافة القائمة على a-Si أو CIGS أو m-Si أو مزيج من هذه الأنظمة.

لتطبيقات الواجهة والجدار الساتر ، تتوفر مجموعة متنوعة من خيارات BIPV التي يمكنها الجمع بين وظيفة المظلة وتوليد الكهرباء. والأكثر شيوعا هو هيكل شطيرة مع الخلية الشمسية في الداخل والمواد العازلة في الخارج. ويمكن دمج ذلك مع نظام التظليل، والذي يمكن أن يساعد في تحسين كفاءة تحويل الطاقة الشمسية وفي نفس الوقت تقليل تأثير وحدة الطاقة الشمسية على واجهة المبنى.

تعد الوحدة الكهروضوئية ثنائية الجانب واحدة من أكثر الحلول الواعدة لتحسين إنتاجية الطاقة لـ BIPV المدمجة في مساحات البناء المغلفة. ومع ذلك، من المهم أن نفهم أن التأثير ثنائي الجانب ينطبق فقط على ضوء الشمس المباشر وفقط عندما تكون الخلية متجهة نحو الشمس مباشرة. ولا تنطبق على ضوء الشمس غير المباشر الذي ينعكس على واجهة المبنى.

هناك خيار آخر لتكامل BIPV وهو استخدام الأنظمة الحرارية الهجينة الكهروضوئية الشمسية. يمكن استخدام هذا لتسخين هواء مكياج التهوية في المناخات الباردة أو لتطبيق التدفئة المباشرة للمساحة داخل المبنى. وهذا سيسمح للمبنى بالعمل بشكل مستقل عن شبكة الطاقة، مما يوفر المال والموارد البيئية. يمكن تخزين الحرارة الناتجة عن النظام الكهروضوئي في وحدة تخزين الطاقة الحرارية، والتي غالبًا ما يتم دمجها في نظام السقف كجزء من BIPV.