Vědci z Číny postavili dynamické fotovoltaické žaluzie. Ty údajně dokážou regulovat tepelnou zátěž, pronikání denního světla a výrobu energie ve výškových budovách s prosklenými fasádami. Jejich tvůrci tvrdí, že žaluzie nabízejí vynikající architektonickou estetiku a pozoruhodný potenciál úspory energie.
Vědci z Číny vyvinuli nový dynamický a vertikální systém fotovoltaických integrovaných obvodových plášťů budov (dvPVBE) pro výškové budovy s prosklenou fasádou.
Novinka systému spočívá v jeho flexibilitě s úhly lamel a polohami žaluzií, které reagují na počasí. „Nedávno byly studovány vysoce dynamické a na počasí reagující PVBE s cílem dále zlepšit energetickou účinnost budov,“ uvedli akademici. „Poměrně složité konstrukce se však pro výškové budovy nehodí pro jejich slabou odolnost proti větru. Ta brání jejich rozsáhlému uplatnění ve městech. V důsledku toho vývoj jednoduchých, flexibilních a inteligentních fotovoltaických stínících zařízení nadále představuje významné výzvy.
K vyřešení těchto problémů vědci navrhli navrhovaný systém jako těsnou vnější vrstvu oken. V prototypu, který vyrobili, se nacházela rámová konstrukce a lamely rolety vyrobeny z hliníkové slitiny. Přičemž solární články se integrovaly do lamel. Lamely se ovládaly motorem ukrytým v konstrukci horního rámu.
„Na rozdíl od tradičních statických venkovních žaluzií se lamely dvPVBE mohou zastavit v jakékoli výšce rámu. A zároveň se i otáčet mezi 0 stupni a 90 stupni pomocí přesného ovládání zdvihu motoru,“ vysvětlili. ,,Žaluzie lze také rozvinout částečně nebo úplně.“
dvPVBE lze ovládat buď ručně obyvateli budovy, nebo automaticky pomocí tří automatických řídicích strategií. Ty skupina nazvala priorita výroby energie (PGP), priorita přirozeného denního světla (NDP) a priorita úspory energie (ESP). V každém je úhel lamel a poloha žaluzie řízena sadou vstupů. Jako je dopadající sluneční záření, obsazenost místnosti, vnitřní osvětlení a spotřeba a výroba elektrické energie v reálném čase. Poloha rolety se vztahuje na vzdálenost od horního rámu ke spodní lamele.
Dynamické a vertikální fotovoltaické žaluzie
Strategie řízení PGP a ESP se dále zkoumaly v počítačové simulaci. Pro tyto úkoly se navrhla 24 patrová kancelářská budova v Pekingu v Číně bez dalších výškových budov, které ji obklopovaly. V objektu se simulovala reprezentativní místnost 5 m × 5 m × 3 m umístěná na jižní fasádě s poměrem oken a stěn 70 %. Teploty vytápění, větrání a klimatizace (HVAC) se nastavily pod 26 °C v létě a nad 18 °C v zimě.
Včetně doby spouštění byl v pracovní dny systém v provozu od 7:00 do 18:00. FV na lamelách se simulovala jako mající 26 monokrystalických křemíkových článků na lamelu na 24 lamelách na okno. Předpokládalo se, že články poskytne čínský výrobce JinkoSolar s účinností 21,32 %. Lištové anděly se mohly měnit v krocích po 5 stupních. Pro analýzu se vybraly čtyři typické dny kolem jarní rovnodennosti, letního slunovratu, podzimní rovnodennosti a zimního slunovratu.
,,Pro kontrolní strategie dvPVBE se strategie PGP použila mimo pracovní dobu a strategie ESP se použila během pracovní doby,“ řekl výzkumník. „Abychom dále demonstrovali životaschopnost dvPVBE při zvyšování energetické účinnosti budov a provedli spravedlivé srovnání se statickými FV žaluziemi, simulace se primárně zaměřila na vyhodnocení vlivu nastavitelných úhlů lamel na energetickou náročnost.“
Využití přirozeného světla
Simulace ukázala, že systém dvPVBE vykazoval po celý rok lepší energetickou výkonnost ve srovnání se statickými PVBE. dvPVBE pokrylo 131 % roční spotřeby energie v kancelářských místnostech. Ve srovnání se statickým systémem se čistý energetický výkon zvýšil minimálně o 226 %.
„Po většinu dne v průběhu roku se v Pekingu doporučují úhly lamel 45° – 60°, aby se vyrovnalo využití přirozeného světla a sluneční energie,“ zdůraznila akademická skupina. ,,V časných ranních hodinách se doporučují velké úhly lamel, aby bylo umožněno dostatečné pronikání denního světla ke snížení světelné zátěže, zejména v zimě.“
Akademici představili nový koncept ve studii „Nová dynamická a vertikální fotovoltaická integrovaná obálka budov pro výškové budovy s prosklenou fasádou“, publikovaná v Engineering. Skupinu vytvořili vědci z čínské univerzity Shenzhen, univerzity Tsinghua, laboratoře materiálů jezera Songshan, Čínské akademie věd, univerzity Hunan, státní klíčové laboratoře inteligentní geotechniky a tunelování a ministerstva školství.
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
