نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.
2 دانشیار، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.
3 استادیار، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.
4 استادیار، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.
چکیده
قابلیت استفاده از نور خورشید در تأمین انرژی مورد نیاز بنا از طریق جذب آن توسط پوسته ساختمان لزوم توجّه به طراحی پوسته را به عنوان عنصری انرژی-کارا در ساختمان به منظور تولید انرژی الکتریکی موجب گردیده است. میزان تولید انرژی الکتریکی از یک سامانه پوسته ساختمانی یکپارچه با پیل خورشیدی به عوامل گوناگونی از جمله شرایط تابشی سایت، جهتگیری ساختمان نسبت به مسیر حرکت خورشید، ساختار شکلی پوسته بنا و بازده پیل خورشیدی مورد استفاده در سامانه بستگی دارد. از دسته عوامل فوق، ساختار شکلی پوسته بنا میتواند در ترکیب با بازتابندههای تخت موجب تشدید میزان تابش رسیده به سطح پوسته و درنتیجه افزایش بهرهوری الکتریکی از سطح بنای یکپارچه با پیل خورشیدی گردد. این پژوهش با هدف بررسی اثر بازتابش بر میزان افزایش بازده پیل خورشیدی در پوسته ساختمان طی یک تحقیق آزمایشی میزان افزایش توان خروجی پیل واقع در نمای جنوبی را به میزان 13.19 درصد با اضافه کردن بازتابنده تختِ عمود بر سطح پیل در سمت غرب و شرق آن و این مقدار را برای همان پیل با افزودن بازتابنده تخت در سطح افق 11.19درصد ارزیابی نمود. از طرف دیگر تحلیل زوایای تابشی خورشید در سایت مورد مطالعه بازهای معادل 26 درجه غربی تا 26 درجه شرقی را محدودهای مناسب جهت الحاق پیل خورشیدی در بین دو بازتابنده تخت برای جذب حداکثر بازتابش سالانه توصیه مینماید. نتایج پژوهش نشان میدهد که بازتابنده تخت مستطیلی با عمقی معادل نصف ارتفاع پیل محصور در بین دو بازتابنده غربی و شرقی بهینهترین پوشش انعکاس را در طول سال خواهد داشت. پژوهش انجام شده از منظر هدف، کاربردی و از جهت روش در دسته پژوهشهای توصیفی-تجربی قرار دارد و نتیجهگیری به روش استدلال منطقی است.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Improving the Efficiency of Electricity-Generating Building Envelopes Using a Hybrid System of Flat Concentrator & Photovoltaic Panels (FCPV) in South Facade
نویسندگان [English]
- Alireza Farhangi Khanghah 1
- Yousef Gorji Mahlabani 2
- S. Majid Mofidi Shemirani 3
- Hossein Medi 4
1 PhD Student in Architecture, Faculty of Architecture & Urban Development, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Architecture & Urban Development, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
3 Assistant Professor, School of Architecture & Environmental Design, Iran University of Science & Technology, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Faculty of Architecture & Urban Development, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده [English]
The capacity of buildings to use solar radiance to supply their energy needs via absorbing sun-light energy through the outer envelope makes it so vital to have a substantial consideration to the design of buildings’ shell as an energy-efficient element. The amount of electrical energy output of a building integrated photovoltaic (BIPV) relates to various factors such as solar incidence of its platform, optimum orientation of building toward the Sun, form of its shell as well as the efficiency of photovoltaic modules used within the system as electricity generator. From mentioned factors, the form of a building envelope can intensify the yield of a BIPV system by being integrated to solar plain concentrators which known as CPV system. This research tries to monitor the effect of reflection on BIPV envelope efficiency improvement by doing an experimental test in which the increase of the output of a south-oriented photovoltaic module under a flat mirror reflection has been evaluated. The research concludes an improvement equal to 13.19% in output power by adding the flat mirror on the east/west sides of the module and 11.19% increase for a flat horizontal mirror perpendicular to the PV on southern façade. On the other hand, the research recommends the angle of 26 degrees inclination from the east and west for mirrors to reach to their best solar situation in which there is no shading effect on the PV surface. Moreover, results of this research shows that the best proportion for a rectangular mirror as a reflector is when its depth to height ratio is 0.5 or D/H=0.5. The research is categorized as an applied research which uses experimental-descriptive method to reach the goals.
کلیدواژهها [English]
- Building Envelope
- Energy-Efficient
- Photovoltaic Panel
- Flat Reflector
- Integrated System
- Output Power