ارزیابی جانمایی مناسب پنل‌های فتوولتائیک بر روی نمای مناطق شهری به‌منظور ارتقاء بهره‌وری و کارایی

آمایش محیط

دوره 15، شماره 58، آذر 1401، صفحه 1-24   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

فاطمه یارمحمد¹؛ فاطمه مهدیزاده سراج^{* 2}؛ سید علی نوری³

¹دکتری معماری، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²دکتری معماری، استادتمام دانشگاه علم و صنعت،دانشکده معماری و شهرسازی،گروه معماری، تهران، ایران

³دکتری معماری، استادیار دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال،گروه معماری، تهران، ایران

چکیده

با توجه به بحران کمبود منابع انرژی و آلودگی­های زیست­محیطی، نیاز به استفاده از انرژی­های جایگزین و تجدیدپذیر ضروری می­باشد. این مهم منجر به گرایش روزافزون استفاده از سیستم­های خورشیدی، از مهم­ترین منابع انرژی تجدیدپذیر شده است. پنل­های فتوولتاییک از جمله اصلی­ترین و پرکاربردترین سیستم­های فعال خورشیدی است که با توجه به محدود بودن فضای بام ساختمان­ها جهت نصب، تلفیق آن با نمای ساختمان­های شهری مورد توجه قرارگرفته است. در این مقاله ضمن بررسی عوامل تأثیرگذار بر بازدهی پنل­هایBIPV^[1] به بررسی تأثیر تلفیق پنل­های فتوولتاییک با اجزای اصلی نما شامل جداره­های شیشه­ای بنا، نمای ساختمان و سایبان­ها بر میزان بهره­وری انرژی و مقایسه آن پرداخته شده است. جهت رسیدن به این هدف، یک ساختمان اداری در نرم‌افزارگرس ­هاپر شبیه­سازی و با استفاده از پلاگین­های ‌هانی­بی و لیدی­باگ، پنل­های فتوولتاییک در اجزای مختلف نمای جنوبی پیاده‌سازی و میزان بهره­وری انرژی در هر یک از اجزا بررسی شد. همچنین سایر عوامل تأثیرگذار بر موقعیت نصب پنلها و میزان اثرگذاری آن شامل جانمایی، نوع، بازدهی، ضریب عبور نور، شفافیت و تنوع طرح، پوشش برف و باران، میزان هزینه و موجودی بازار بررسی و با استفاده از آنتروپی­شانون وزن­دهی و رتبه­بندی شد. نتایج تحقیق نشان می­دهد تلفیق پنل­ها با مساحت یکسان به ترتیب با سایبان، بدنه اصلی نما و جدار شیشه­ای بیشترین تأثیر را در بهره­وری و کارایی انرژی دارد.
 
[1] Building Integrated Photovoltaic

کلیدواژه‌ها

پنل‌های فتوولتاییک؛ نمای ساختمان؛ سایبان؛ جانمایی و بهره‌وری انرژی

مراجع

• جعفری،ب.1394. بررسی سیستم­های فتوولتائیک در معماری نوین. همایش ملی عمران و معماری با رویکردی بر توسعه پایدار. مرداد ماه.
• وفائی،ر. 1395. امکان­سنجی استفاده از سیستم­های یکپارچه با فتوولتائیک(مطالعه موردی شهر تهران). پایان­نامه دکتری، دانشکده معماری و شهرسازی دانشگاه شهید بهشتی.169 صفحه.
• وفائی،ر.1391. طراحی ساختمان‌های یکپارچه با فتوولتاییک در شهر تهران. نشریه صفه، دانشگاه شهید بهشتی، شماره 56. 74-57.
• قیابکلو،ز.1398. مبانی فیزیک ساختمان. جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی امیرکبیر.372 صفحه.
• اکبری،ح.،هادوی،ف.،زمانی،م.،علیپور،ی.1395.تعیین جهت‌های مناسب استقرار ساختمان به منظور دریافت بهینه تابش خورشیدی در شهر زنجان. فصلنامه آمایش محیط، ش33: 173-155.
• نصراللهی،ف.1390. ضوابط معماری و شهرسازی کاهش­دهنده مصرف انرژی ساختمان­ها. نشست کمیته ملی انرژی ایران. اسفند ماه.
• یوسفی،ح.،رومی،س.، نوراللهی،ی.1395.امکان‌سنجی اقتصادی و زیست‌محیطی استفاده از انرژی خورشیدی در تأمین آبگرم مصرفی ساختمان‌های مسکونی. فصلنامه آمایش محیط،ش41: 206-185.
• وفائی، راحیل.1388. بررسی شیوه­های طراحی سیستم­های فتوولتائیک یکپارچه با ساختمان. نشریه صفه، پاییز و زمستان 1388، دوره 19، شماره 49. 70-69.
• Wolter،2003. Options for Integrating PV into Your Building.
• Osama Ghoneim،2018.Effect of external factors on deterioration of Photovoltaic panel’s performance، thesis of SCHOOL OF SCIENCES AND ENGINEERING، THE AMERICAN UNIVERSITY IN CAIRO.
• Gallo،،Romano،R. 2017.Adaptive facades ، developed with innovative nanomaterials ، for a sustainable architecture in the Mediterranean area، Procedia Engineering NO 180.
• Nagy،،Svetozarevic،B.،Jayathissa،P.،Begle،M.،Hofer،J.،Lydon،G. 2016.The Adaptive Solar Facade : From concept to prototypes، Frontiers of Architectural Research.
• Singh،K.2013.Solar power generation by PV technology: A review. Energy،53:1-13.
• Jordan،،Kurtz،S.2013. Photovoltaic degradation rates-an analytical review.Progress in photovoltaics: Research and Applications، 21(1):12-29.
• Safdarian،،Nazari،M.E.2015.Optimal tilt angle and orientation for solar collectors in Iran. 2015. IEEE 10th International Symposium on Diagnostics for Electrical Machines، Power Electronics and Drives (SDEMPED)،September.
• Skeiker،2009.Optimum tilt angle and orientation for solar collectors in Syria،Energy Conversion and Management،vol. 50، pp. 2439-2448.
• Yunyun،،Shanming،K.،Fengshou،L.،Junfei،L.،Gang،P.2017. Performance of a building integrated photovoltaic،Energy and Buildings،Volume134،Pages71-79، January.
• Kazem،،Chaichan،M.T.2015.Effect of Shadow on the Performance of Solar Photovoltaic،Mediterranean Green Buildings & Renewable Energy، Italy،August: 26-28.
• Strong،2016.Building Integrated Photovoltaics،Solar Design Associates.
• Kalogirou،S.2013،Photovoltaic Systems، Solar Energy Engineering.
• Global Renewables Status Report.2017.Renewable Energy Policy Network for the 21st Century (REN21)
• World Energy Outlook 2014(IEA). http://www.iea.org.
• Barkaszi،F.،Dunlop،J.P.2001.Discussion of strategies for mounting photovoltaic arrays on rooftops، Solar Energy: The Power to Choose، Washington، D.C.،April: 21–26.
• Crawford،H.،Treloar،G.J.،Fuller،R.J.،Bazilian، M.2006.Life-cycle energy analysis of building integrated photovoltaic systems with heat recovery unit، Renewable and Sustainable Energy Reviews10:559–575.
• Gallo،2014.Sustainable habitat:market trends and testing of innovation products،30th INTERNATIONAL PLEA CONFERENCE،16-18December، CEPT University.
• Papadopoulou،2012.Green Energy and Technology, Energy Management in Buildings Using Photovoltaics.
• Chow،T.،Chunying،L.،Zhang،L.2010.Innovative solar windows for cooling-demand climate،Solar Energy Materials and Solar Cells.
• Benedicto،،Tatiana،P.،Baraka،K.2019.Semitransparent­Building Integrated Photovoltaic، International Journal of Photoenergy.
• 2019.www.bluesunpv.com.products catalogue.
• Soteris،2009. Kalogirou، Photovoltaic Systems، Solar Energy Engineering.
• Jolissaint،،Hanbali،R.Hadorn،J.،Schuler،Andreas.2017.Integration of Renewable Energy in the Built Environment،International Conference Future Buildings & Districts، Switzerland.