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太阳能收集系统模块化BIPV/T
时间:2021-02-26 来源:ob欧宝体育logo
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原型系统

模块化BIPV / T

加拿大Concordia大学的Efstratios Rounis

产品描述

简要概念说明

模块化BIPV / T系统允许将光伏/热力系统完全集成到建筑围护结构中,从而保持模块化/单元化制造的潜力。此处更改了典型幕墙的设计,以便在PV层和隔热背面之间形成空气通道,并且可以冷却PV层并收集有用的热量。在这种情况下,可以使用多个新鲜空气进气口来提高系统的热性能。模块化BIPV / T系统可以应用于幕墙外墙的不透明部分,但也适用于屋顶应用,如下所示。

该系统的原型是由Unicor Architectural和Canadian Solar合作开发的,由Concordia大学开发(图29,左),该原型的一种变体被纳入TeamMTL为此次活动设计的Solar Decathlon House中的屋顶BIPV / T系统。在中国2018年(右图29)。


图29.左侧幕墙设计中BIPV / T的建筑集成,右侧屋顶中BIPV / T模块的集成示例(中国太阳能十项全能住宅,中国2018)。

建筑和技术融入信封

该系统设计用于完全的立面/屋顶集成,因为它取代了传统的信封元素。它既可以采用棒式组装(现场组装)的形式进行组装,也可以以模块化形式进行预制。光伏面板由压板支撑,在金属框架上的点支撑,并留有空隙以将其与后表面分开。光伏面板背面的层保证了气密性和水密性以及隔热性。图30显示了实验BIPV / T幕墙的横截面。 

融入建筑物:系统与舒适度

根据应用和出口空气温度的不同,系统可以将预热的新鲜空气直接输送到居住空间,也可以将其输送到工作在较高COP水平的加热系统(即热泵),因此减少空间供暖的成本


图30. BIPV / T幕墙系统的横截面。

SWOT分析

长处

  • BIPV / T系统的完整建筑集成:PV面板无缝集成到立面或屋顶中,具有卓越的建筑效果,可取代传统的信封元素
  • 设计灵活性:可以集成不同类型和尺寸的光伏模块
  • 建筑物的围护结构既产生电能又产生热能
  • BIPV / T模块可满足水密性和隔热性的要求
  • 有可能进行模块化制造以及工厂控制的构造和测试
  • 施工技术简单,适合现有的建筑实践

弱点

  • 必须调整电线:可能需要定制接线盒
  • 外部阴影会限制系统的性能,尤其是对于立面应用
  • 安装的方向至关重要,尤其是对于热输出而言
  • 光伏组件制造商与框架制造商之间需要良好的沟通水平
  • 需要使用风扇。然后需要优化集热器和歧管中的气流
  • 收集的热量只能在低温应用中使用

 
机会

  • 该解决方案可以标准化,并作为建筑实践引入建筑和工程界。
  • 机构建筑可以用作展示技术和证明知名度的展示 

 
威胁

  • 缺乏重大的政府激励措施和低廉的电价降低了客户的成本节约
  • 建筑师可能会发现很难将新的建筑技术融入已建立的技术中

得到教训

  • 建筑的结果在美学上令人愉悦,并且光伏面板与建筑物的其余部分无缝集成(Team MTL,Solar Decathlon,China 2018)。
  • 幕墙方法有助于与BIPV / T系统串联的天窗(采光)以及集热器(热量提升)的实施。
  • 需要仔细计划包括接线,接地和材料放置的施工顺序,特别是在采用棒式施工(现场组装)的情况下。
  • 在建筑物的早期设计阶段需要考虑系统的结构集成。
  • 需要确保通道后表面的水密性和气密性,以确保建筑物围护结构的连续性。
  • BIPV / T的运行及其与HVAC的耦合方式取决于当地的气候。根据预期用途,将进行早期分析以研究最佳操作和尺寸。同样,在早期设计阶段就需要解决歧管的位置,管道尺寸以及与BIPV / T通道的连接问题。
  • 安装的方向(倾斜,倾斜)对于系统的性能至关重要。建筑物规范的限制(最大高度)可能会影响系统性能。
  • 光伏行业与建筑围护结构制造商之间的合作对于开发可被建筑界接受和采用的标准化产品至关重要。

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