原型系統(tǒng)
模塊化BIPV / T
加拿大Concordia大學(xué)的Efstratios Rounis
產(chǎn)品描述
簡(jiǎn)要概念說明
模塊化BIPV / T系統(tǒng)允許將光伏/熱力系統(tǒng)完全集成到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，從而保持模塊化/單元化制造的潛力。此處更改了典型幕墻的設(shè)計(jì)，以便在PV層和隔熱背面之間形成空氣通道，并且可以冷卻PV層并收集有用的熱量。在這種情況下，可以使用多個(gè)新鮮空氣進(jìn)氣口來提高系統(tǒng)的熱性能。模塊化BIPV / T系統(tǒng)可以應(yīng)用于幕墻外墻的不透明部分，但也適用于屋頂應(yīng)用，如下所示。
該系統(tǒng)的原型是由Unicor Architectural和Canadian Solar合作開發(fā)的，由Concordia大學(xué)開發(fā)（圖29，左），該原型的一種變體被納入TeamMTL為此次活動(dòng)設(shè)計(jì)的Solar Decathlon House中的屋頂BIPV / T系統(tǒng)。在中國(guó)2018年（右圖29）。
圖29.左側(cè)幕墻設(shè)計(jì)中BIPV / T的建筑集成，右側(cè)屋頂中BIPV / T模塊的集成示例（中國(guó)太陽(yáng)能十項(xiàng)全能住宅，中國(guó)2018）。
建筑和技術(shù)融入信封
該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于完全的立面/屋頂集成，因?yàn)樗〈藗鹘y(tǒng)的信封元素。它既可以采用棒式組裝（現(xiàn)場(chǎng)組裝）的形式進(jìn)行組裝，也可以以模塊化形式進(jìn)行預(yù)制。光伏面板由壓板支撐，在金屬框架上的點(diǎn)支撐，并留有空隙以將其與后表面分開。光伏面板背面的層保證了氣密性和水密性以及隔熱性。圖30顯示了實(shí)驗(yàn)BIPV / T幕墻的橫截面。
融入建筑物：系統(tǒng)與舒適度
根據(jù)應(yīng)用和出口空氣溫度的不同，系統(tǒng)可以將預(yù)熱的新鮮空氣直接輸送到居住空間，也可以將其輸送到工作在較高COP水平的加熱系統(tǒng)（即熱泵），因此減少空間供暖的成本
圖30. BIPV / T幕墻系統(tǒng)的橫截面。
SWOT分析
長(zhǎng)處
- BIPV / T系統(tǒng)的完整建筑集成：PV面板無縫集成到立面或屋頂中，具有卓越的建筑效果，可取代傳統(tǒng)的信封元素
- 設(shè)計(jì)靈活性：可以集成不同類型和尺寸的光伏模塊
- 建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)既產(chǎn)生電能又產(chǎn)生熱能
- BIPV / T模塊可滿足水密性和隔熱性的要求
- 有可能進(jìn)行模塊化制造以及工廠控制的構(gòu)造和測(cè)試
- 施工技術(shù)簡(jiǎn)單，適合現(xiàn)有的建筑實(shí)踐
弱點(diǎn)
- 必須調(diào)整電線：可能需要定制接線盒
- 外部陰影會(huì)限制系統(tǒng)的性能，尤其是對(duì)于立面應(yīng)用
- 安裝的方向至關(guān)重要，尤其是對(duì)于熱輸出而言
- 光伏組件制造商與框架制造商之間需要良好的溝通水平
- 需要使用風(fēng)扇。然后需要優(yōu)化集熱器和歧管中的氣流
- 收集的熱量只能在低溫應(yīng)用中使用
機(jī)會(huì)
- 該解決方案可以標(biāo)準(zhǔn)化，并作為建筑實(shí)踐引入建筑和工程界。
- 機(jī)構(gòu)建筑可以用作展示技術(shù)和證明知名度的展示
威脅
- 缺乏重大的政府激勵(lì)措施和低廉的電價(jià)降低了客戶的成本節(jié)約
- 建筑師可能會(huì)發(fā)現(xiàn)很難將新的建筑技術(shù)融入已建立的技術(shù)中
得到教訓(xùn)
- 建筑的結(jié)果在美學(xué)上令人愉悅，并且光伏面板與建筑物的其余部分無縫集成（Team MTL，Solar Decathlon，China 2018）。
- 幕墻方法有助于與BIPV / T系統(tǒng)串聯(lián)的天窗（采光）以及集熱器（熱量提升）的實(shí)施。
- 需要仔細(xì)計(jì)劃包括接線，接地和材料放置的施工順序，特別是在采用棒式施工（現(xiàn)場(chǎng)組裝）的情況下。
- 在建筑物的早期設(shè)計(jì)階段需要考慮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)集成。
- 需要確保通道后表面的水密性和氣密性，以確保建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性。
- BIPV / T的運(yùn)行及其與HVAC的耦合方式取決于當(dāng)?shù)氐臍夂颉?/font>根據(jù)預(yù)期用途，將進(jìn)行早期分析以研究最佳操作和尺寸。同樣，在早期設(shè)計(jì)階段就需要解決歧管的位置，管道尺寸以及與BIPV / T通道的連接問題。
- 安裝的方向（傾斜，傾斜）對(duì)于系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。建筑物規(guī)范的限制（最大高度）可能會(huì)影響系統(tǒng)性能。
- 光伏行業(yè)與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)制造商之間的合作對(duì)于開發(fā)可被建筑界接受和采用的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品至關(guān)重要。
