產(chǎn)品描述
簡要概念說明
先進(jìn)的雙層皮膚立面（DSF）可以被認(rèn)為是最有前途的響應(yīng)式建筑元素之一。在過去的幾年中，由于它們?cè)讷@得能源，舒適性，美學(xué)和結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)以及為集成光伏面板提供空間方面的巨大潛力，它們受到了越來越多的關(guān)注。DSF是建筑物的關(guān)鍵新功能之一，如果將高層裸露的圍護(hù)結(jié)構(gòu)可用于收集太陽能，那么將其與PV（DSF-PV）結(jié)合使用將變得尤為有利。
DSF通常由外部和內(nèi)部蒙皮組成，這些蒙皮由用作空氣通道和熱緩沖器的通風(fēng)腔隔開。該解決方案不僅適用于新建結(jié)構(gòu)，而且還適用于翻新操作，在該操作中，將外部蒙皮添加到現(xiàn)有信封中。DSF的氣孔在建筑物周圍創(chuàng)造了微氣候，增強(qiáng)了其氣候適應(yīng)能力和對(duì)天氣變化的適應(yīng)性。另外，氣腔內(nèi)的溫差可促進(jìn)自然/混合通風(fēng)，或可用于熱回收目的，以此方式減少建筑物的空間供暖或制冷負(fù)荷。而且，增加外層是集成光伏的有效機(jī)會(huì)，這通常是進(jìn)一步提高建筑物能源性能的經(jīng)濟(jì)有效投資。
建筑和技術(shù)融入信封
在DSF中，外殼是外殼的外層，可保護(hù)外殼免受天氣現(xiàn)象的影響，而空腔可提供壓力平衡并防止水進(jìn)入外殼。有多種方法可以將半透明PV集成到建筑物的外墻中，以形成雙層外觀。最實(shí)用的方法是使用幕墻方法，其中半透明PV模塊通過壓力板固定在豎框上，豎框的寬度為DSF-PV腔的寬度
圖74. DSF-PV在幕墻設(shè)計(jì)中的體系結(jié)構(gòu)集成。
融入建筑物：系統(tǒng)與舒適度
為了運(yùn)行，DSF-PV需要使用風(fēng)扇和風(fēng)門。風(fēng)扇冷卻半透明的光伏面板，并將預(yù)熱的空氣吹向建筑物的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，由于這些原因，這是DSF與建筑物之間耦合的最重要元素之一（圖75）。開發(fā)控制DSF-PV系統(tǒng)的風(fēng)扇和風(fēng)門的合適策略可以提高系統(tǒng)的效率，但是，如果不對(duì)這些策略進(jìn)行深入研究，乘員可能會(huì)感到不適。例如，在適當(dāng)?shù)脑O(shè)定點(diǎn)上工作的風(fēng)扇可能會(huì)產(chǎn)生過多的噪音，干擾乘員，從而使DSF-PV的內(nèi)部玻璃冷卻至乘員感到熱不適的程度。
此外，光伏面板和逆變器之間的電連接是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，在集成光伏系統(tǒng)時(shí)必須予以考慮。
圖75.左側(cè)是采用幕墻設(shè)計(jì)的兩層DSF-PV系統(tǒng)。右邊是位于康考迪亞大學(xué)（Concordia University）的實(shí)驗(yàn)測試小屋的照片和渲染圖，描繪了DSF-PV。
SWOT分析
長處
- PV可以集成在高層建筑的大型裸露圍護(hù)區(qū)域中并發(fā)電
- 半透明PV可以控制建筑物的太陽熱能吸收，但仍允許日光穿透
- DSF-PV腔內(nèi)的氣流可以冷卻PV板并提高其效率
- 可以從預(yù)熱的空氣中回收熱量，然后直接提供給建筑物或HVAC系統(tǒng)
- DSF-PV可以促進(jìn)建筑物的自然通風(fēng)和交叉通風(fēng)
- 通過使用百葉窗或百葉窗等遮光設(shè)備，DSF-PV在日光控制和節(jié)能方面具有巨大潛力。
- 可以通過增加外部皮膚來改善聲學(xué)舒適度
- 雙層外殼通過施加壓力平衡保護(hù)建筑物免受風(fēng)或雨水的侵害
- 可操作的窗戶可用于高層建筑
- 在采暖季節(jié)，DSF-PV的玻璃內(nèi)表面溫度較高，從而改善了乘員的熱舒適度
弱點(diǎn)
- 用于機(jī)械通風(fēng)的風(fēng)扇會(huì)耗電
- 光伏面板和逆變器之間的電氣連接面臨挑戰(zhàn)
- 需要更大的技術(shù)室來容納逆變器和熱回收單元
- 應(yīng)采用預(yù)測性控制措施以使DSF-PV達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)
- 前期投資成本高于傳統(tǒng)信封解決方案
- 當(dāng)前，沒有各種各樣可以集成到建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的商用半透明光伏產(chǎn)品
- 如果選擇低透明度PV面板，則可能會(huì)影響外部視圖
- 如果未充分考慮控制策略，則夏季可能會(huì)發(fā)生過熱
機(jī)會(huì)
威脅
- 沒有評(píng)估BIPV / Ts性能的標(biāo)準(zhǔn)，在這種情況下為PV +氣流中的熱量去除
- 美觀的光伏面板價(jià)格仍然很高
- 沒有足夠的已發(fā)表研究或書籍來提高和傳播關(guān)于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)中光伏集成的認(rèn)識(shí)
得到教訓(xùn)
- BIPV必須在美學(xué)上令人愉悅，以便被建筑師采用。
- 被動(dòng)式雙層幕墻操作似乎更有利于氣候變暖，而主動(dòng)式雙層幕墻操作則有利于較溫暖的氣候，因?yàn)檫@有利于交叉通風(fēng)或自然通風(fēng)。
- 主動(dòng)通風(fēng)模式可將熱量從半透明PV散發(fā)出去，也可從建筑物散發(fā)出去。
- 在不熟悉此類安裝的市場中，接線是一個(gè)問題。
- 在設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮清潔和去除灰塵的途徑。
- 基于c-Si的半透明PV具有更高的面板效率和每平方米峰值功率。
