• 零碳科技:气流式光伏一体化遮阳安设

  • 发布日期:2025-03-24 05:22    点击次数:164

    零碳科技:气流式光伏一体化遮阳安设

    名古屋大学的商讨东说念主员提议了一种新式的建筑一体化光伏 (BIPV) 系统,该系统将气流式光伏一体化遮阳安设 (PVSD) 与透风百叶窗集成在一说念。商讨的新颖之处在于开采了一种革命成立,该成立不仅不错发电,还不错通过应用被迫冷却和热回收机制来提升动力遵循。

    该系统无需稀薄动力输入即可竣事被迫冷却和热回收。气流型 PVSD 是一种立面系统,其想象在百叶窗的顶部和底部设有启齿,允许空气通过。在冷却时辰,外部空气被引入百叶窗底部,以促进太阳能电板板的被迫冷却。当外部空气通过百叶窗高涨时,它会被迫地冷却太阳能电板板,随后从百叶窗的顶部排出。在加热时辰,室内空气被引入百叶窗底部,并通过与太阳能电板板的热交换来加热。从百叶窗顶部向房间供应加热的空气。

    该系统的原型包括一个 200 毫米× 1,500 毫米的太阳能光伏板,安装在七个铝制遮阳百叶窗前边。使用单晶电板的太阳能电板板的额定输出功率为 39 W,遵循为 13%。开孔允许空气投入系统。第二个原型包括上述统共特征,但莫得气流启齿。

    该系统的性能是在 2022 年 1 月的一天在静冈市测量的。

    在 11 点 40 分,当太阳放射达到峰值时,非气流型 PVSD 产生了 242.21 W,而气流型 PVSD 产生了 247.25 W。这标明气流型 PVSD 的发电量莫得显耀变化。发电量的隐微改善可归因于室外温度低,这并莫得影响光伏板名义温度的升高。瞻望在安装了多个单位的实质建筑物中,气流型和非气流型 PVSD 之间的能量输出各异将愈加彰着。”

    在实质测量之后,该团队通过 EnergyPlus 软件进行了数值建模。使用单室模子,在两个窗户位置安装了 7 个 PVSD。测试了三个商讨案例,即无 PVSD 的系统、无气流的 PVSD 系统和有气流的 PVSD 系统。该软件模拟了一年的运转情况,发现测得的太阳能电板板温度和出口空气温度在 20% 傍边。

    在无 PVSD 的情况下,年制冷销耗为 386 kWh,加热功耗为 58 kWh,照明需求为 295 kWh,总销耗量为 739 kWh。在莫得气流的 PVSD 的情况下,制冷、加热和照明分袂为 364 kWh、65 kWh 和 391 kWh,而 PV 产生 496 kWh,总净销耗量为 324 kWh。带气流的 PVSD 的净销耗量最低,为 303 kWh;也即是说,它产生了 503 kWh 的电量,销耗了 364 kWh 的制冷、50 kWh 的供虚心 391 kWh 的照明。

    与非气流型 PVSD 比较,气流型 PVSD 的安装使光伏发电量加多了约 1.4%,供热需求减少了约 29%,年度野心截止标明,气流式 PVSD 提升了发电遵循和室内供暖后果。”

    在诠释气流型 PVSD 产生最好后果后,该团队专注于优化其安装角度、高度和启齿区域。启齿面积建设为 0.0017 m²、0.0051 m²、0.0068 m²、0.0085 m² 或 0.0102 m²,分袂是原型华夏始 0.0034 m2 启齿的 0.5、1.5、2.0、2.5 和 3.0 倍。高度建设为离大地 0.8 m、10 m、20 m、30 m、40 m、50 m 或 60 m,安装角度建设为联系于大地的 70◦、75◦、80◦、85◦ 或 90◦。

    将启齿乘以 3.0 倍导致最高的光伏发电量,与原型模子中的值比较,每年加多 1.2 kWh,跟着启齿面积的扩大,供暖需求呈对数下落。将其乘以 3.0 倍会导致最低的供暖需求,与原型模子中的值比较,每年减少 4.6 kWh。

    至于不同的高度,光伏发电量在 60 米处达到最大值,与离大地 0.8 米的安装比较,每年加多 14 kWh。在后一个高度,供暖需求最低,与离大地 60 m 的安装比较,每年减少 7.7 kWh。气流型 PVSD 和非气流型 PVSD 之间的 PV 产生各异跟着倾角的减小而增大,在 70◦ 处达到 10.5 kWh/y 的最大各异。

    该商讨发表在《Applied Energy》杂志上的“ Development and verification of an airflow-type photovoltaic-integrated shading device on building façades”中。