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BIPV玻璃塊的能量優化:綜合軟體研究

作者:陳講運清潔能源

本文的目的是展示在與第三代染料敏化太陽能電池(DSC)子產品內建的四種專利玻璃塊配置上進行的性能分析的結果。通過使用三種不同的軟體(COMSOL多實體、視窗、Zemax),分析考慮了熱、光學和電性能,也能夠考慮到這種創新玻璃産品特殊的三維幾何形狀。從這些結果出發,還介紹和研究了改進的保溫結構,以進一步考慮該建築構件在節能和發電建築外殼施工中的适用性。

總結

這裡分析的建築産品代表了一種多功能的解決方案,用于建造可持續的、半透明的、色彩鮮豔的信封,可以節省能源,同時自我産生它。由于dsc內建玻璃塊的能源效率、結構和美學特性(例如,城市裝置、建築内外,為了利用dsc對人工光的空間分隔良好響應),許多其他應用成為可能。在這些情況下,不需要在保溫方面的具體性能,并且可以使用第2段中讨論的dsc內建玻璃塊配置,而不作任何修改。

然而,本文關注的是産品的熱優化,使其作為建築外殼的玻璃元素,其中任何玻璃産品的熱透過率代表了選擇一種方案而不是另一種方案的基本參數。正如已經強調的,提高産品的U值也很重要允許使用這個産品在不同的氣候環境:例如,在英國和瑞士,U值限制已經減少了兩個四個熱優化配置(即3.01、3.03)可以使用,而所有四個可以用于建築信封的背景下,意大利。編譯 陳講運

特别是在氣候寒冷、全球太陽輻射值低的北方國家,可以根據建築要求保持高太陽能增益和透光值,并與其他參數(光伏功率、熱透過率)相容。從這個意義上說,DSC子產品的光學特性的選擇不僅是該創新産品設計的一個基本組成部分,而且是其作為建築外殼的技術元素的最佳用途。通過能量生産、熱、光學和美學性能的DSC子產品作為模拟輸入,可以獲得不同透明度和顔色組合的結果,如論文所示。本文中讨論的分析也顯示了重要性也仔細考慮玻璃元素的特性把玻璃塊腔内的優化保溫,因為他們可能有助于達到特定的性能水準,進而影響産品的适用性。這方面,加上DSC技術的多功能性和分析産品的子產品化,可以通過組裝不同的玻璃塊(形狀、顔色、透明度、尺寸、抛光等),很容易獲得更廣泛的設計可能性。在潛在的無限組合中。

将進行進一步的分析研究和實驗室測試,以進一步描述該新元件的性能,不僅包括電氣、光學和熱性能,而且還包括所有基本的建築要求。特别是實驗測試,也可以驗證該分析方法的結果和有效性,并比較本研究的結果與原型的真實行為。事實上,本研究的目标之一是定義一種容易複制和可靠的方法,以快速獲得dsc內建玻璃塊元件的主要能源性能名額(即熱透過率、可見透過率、太陽能因子、電力),源自子元件特性的變化,特别是選擇內建的太陽能元件的變化。鑒于這些主要名額,可以在設計階段,在建築模拟工具的支援下,選擇所有需求的最适應的平衡。這種方法完全符合不同作者的立場,例如,Loonen等人[18],他指出,建築模拟是開發創新的建築包絡元件的一個有用的附加工具,通常用于支援建築設計過程中的知情決策。

是以,這些新型的多功能部件不僅是發電的要素,也是建築的審美穩定和技術優化的要素,甚至“被動地”對能源效率和室内舒适性做出貢獻。事實上,作為半透明光伏(STPV)産品安裝作為建築外殼的技術元素,這些可以用來代替吸收、有色玻璃或陶瓷碎片[19],以滿足多種建築要求,例如:夏季遮陽減少冷卻負荷;冬季太陽能增益和隔熱降低熱負荷;采光減少人工照明負荷;等等……[20]。

BIPV玻璃塊的能量優化:綜合軟體研究
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