שימוש ב-Voltation המופעל על ידי השמש מערכות Exhaust באורבן בניינים

מה הם מערכות ונטומנטציה עוצמתיות לשמש?

מערכות ventilation ו-Shaust הן מכשירים מכניים של אוויר שואבים את האנרגיה התפעולית שלהם מפאנלים פוטו-וולטאיים (PV) שלא כמו אורור מסורתי שמושך כוח מהרשת החשמלית, מערכות אלה הופכות לשמש ישירות לחשמל כדי להניע מעריצים, מפוצץים, ויחידות ממצה.בבניינים עירוניים, שם מכשפות טבעי מחוספס לעתים קרובות על ידי מבנים סביבם איכות האוויר ואוויר יכול להיות פגיעים על ידי מערכות פחמן נמוכות, אמין, שמירה על פני כדור הארץ, אנרגיה בתוך מבנים בריאים, ואוויר, ומאובטחים.

רכיבי הליבה כוללים לוחות סולאריים (בדרך כלל מונוקריסטלליין או פוליקליסטלליין), בקר מטען, בנק סוללות (עבור שימוש לסירוגין או פעולת לילה), ואחד או יותר יחידות מעריצים. חלק מהמערכות פועלות על זרם ישיר (DC) כדי לחסל את ההפסדים המרה, בעוד אחרים משלבים מנעולים לשינוי הנוכחית (AC) תאימות אסתטיקה התבגרה עד לנקודה שבה מערכות מבוזרות ומערכת מבוזרת (Volteged) ללא יכולת הפעלה חלקה) ללא יכולת הפעלה חלקה).

כיצד השמש ונווטציה פועלת בקונטקסטים עירוניים

מבנים עירוניים סובלים לעתים קרובות מאוורור טבעי לא מספיק בשל צפיפות בנייה גבוהה, פתחי חלון מוגבלים, וקניון רחוב כי מלכודות מזהמים. מערכות המופעלות על ידי השמש לטפל בזה על ידי יצירת זרימת אוויר מאולץ אשר משותפת אוויר פנימי מזוהמים ושואב באוויר החיצוני טרי.

בבניינים גבוהים, מערך סולארי גג יכול לשרת אזורי אוורור מרובים באמצעות מערכות ducted. Alternatively, מבוזר יחידות עם לוחות סולאריים קטנים מחוברים ניתן להתקין בדירות בודדות, מה שהופך רטרוfits פשוט ויעיל עלות.

יתרונות מרכזיים עבור בניינים עירוניים

אנרגיה עולה ניכוי

ונווטציה מהווה חלק משמעותי מהשימוש באנרגיה הכולל של בניין, לעתים קרובות 20–40% בנכסים מסחריים.מערכות המופעלות על ידי השמש יכולות לקצץ את הביקוש באופן דרמטי.עם מדיניות מדנן נטו זמינה בערים רבות, עודף חשמל סולארי יכול לפסול עומסי בנייה אחרים, עוד צמצום חשבונות השירות.

שיפור איכות האוויר (IAQ)

חללים פנימיים עירוניים נוטים לעקוף תרכובות אורגניות נדחות (VOCs), פחמן דו חמצני, בישול מטושטשות ולחות. ממצה המופעלת על ידי השמש רציפה מסירת את הזיהום, מה שמפחית את הסיכון למחלות ולעצב.מחקרים מה-FLT:0U.S. Environmental Protection AgencyFLT:1 מפגינים כי ventilation יעיל יכול להפחית את הסיכון לריכוזים בתוך 50–0%.

חידוש טביעת רגל פחמן

על ידי פירוק חשמל רשת, מערכות ventilation סולארית לעזור בניינים להשיג אפס נטו או פחמן-ניטרלי מעמד. עבור כל קילו-וואט-שעה שנוצר על ידי השמש, כ 0.4-0.9 ק"ג של פליטות CO2 נמנעים (בהתאם לתערובת רשת מקומית).

עמידות ועצמאות גריידי

מערכות המופעלות על ידי השמש עם אחסון סוללות יכול לפעול במהלך הפסקות רשת, שמירה על אוורור קריטי בבתים רב משפחה, מתקני בריאות ובתי ספר. חוסן זה חשוב יותר ויותר כמו אירועי מזג אוויר קיצוניים הופכים תכופים יותר.

אסטרטגיות יישום בהגדרות עירוניות

גג השמש ארורי מערכות Centralized

הגישה הנפוצה ביותר מתקנת לוחות PV על גגות שטוחים או מדרומנים, המחוברים למעריצים מרכזיים הממצה המשרתים מספר קומות.כיוון נכון ונטייה ממקסמים את קציר האנרגיה, אך גג עירוני שמפוח מן המגדלים הסמוכים חייב להיות אחראי במהלך הערכת האתר.

תצלומים משולבים ב Facades

במחוזות בעלי רגישות גבוהה שבהם שטח הגג מוגבל, BIPV יכול לשלב מודולים סולאריים לתוך גוונים החלון, דחוסים, או קלדה. ⁇ אנכיים אלה עשויים להיות יעילות נמוכה יותר, אבל עדיין יכול כוח מעריצים ייעודיים של exhaust עבור כל קומה. Case מחקרים בערים כמו סינגפור וניו יורק הוכיחו 30-60 אחוזים של עומס האוורור שנפגשו על ידי PV בעל חזיתות.

מערכות היברידיות עם התאוששות חמה

שילוב של ממצה סולארית עם אוורור התאוששות אנרגיה (ERV) או או אוורור התאוששות חום (HRV) מייעל הן אנרגיה והן נוחות.החשמל הסולארי מניע את המעריצים, בעוד שתנאי הליבה של החלפת החום באוויר הקרוב, צמצום העומס על ציוד חימום או קירור.תצורה זו יעילה במיוחד באקלים עם טמפרטורות קיצוניות.

אתגרים ושיקולים מעשיים

אימוני כושר וסוללת אחסון

פלט סולארי משתנה עם מזג אוויר וזמן של יום.כדי לשמור על אוורור קבוע, במיוחד בשעות הלילה ותקופות מעונן, בנק סוללות הוא חיוני. סוללות ליתיום-יון מציעות חיים מחזוריים גבוהים בגודל קומפקטי, אבל הם מוסיפים עלות למעלה. עבור מבנים קטנים יותר, מערכות רשת ללא סוללות עדיין יכול להפחית את השימוש הכולל באנרגיה, אם כי ventilation עשוי לעצור במהלך הפסקות חשמל.

קידוד וספאטי

קניונים עירוניים ומבנים שכנים גבוהים יכולים להטיל צללים אשר להפחית באופן דרסטי את התפוקה PV. ניתוח מפורט של גילוח באמצעות כלים כגון Solmetric SunEye או Helioscope הוא הכרחי לפני ההתקנה. במקרים מסוימים, מיקרו-מורנטים או מייעלי חשמל לעזור להפחית השפעות גילוח חלקי.

תחזוקה וארוכותיות

לוחות סולאריים דורשים מדי פעם ניקוי כדי להסיר אבק, צפי ציפורים, ומעריצים עירוניים עגום.ורור צריכים בדיקה תקופתית של להבים, נושאים, ומסננים.סך הכל אורך החיים של המערכת הוא 20-30 שנים עבור לוחות ו -10-15 שנים עבור אוהדים וסוללות.בעלים בניין צריך תקציב עבור תחליף רכיב.

בניית קודים וקידום

קודי בנייה מקומיים עשויים להכתיב בטיחות אש, טעינה מבנית, דרישות חיבור חשמלי.עבור מערכות exhaust, עמידה בתקן ASHRAE 62.1 (ההתמדה לאיכות האוויר המבנית) היא קריטית.

ניתוח עלויות וחזרות על השקעות

העלות הראשונית של מערכת אוורור המופעלת על ידי השמש משתנה בגודל: יחידת מגורים קטנה עם 1 קילוואט ו 500 CFM אוהדים עשויה לעלות 2,500 $-4,000 $ מותקן, בעוד מערכת מסחרית עם 10 קילוואט ומעריצים מרובים יכול לרוץ $5,000 $-30,000.%, כגון אשראי מס השקעה פדרלי (ITC) בארה"ב (כיום 30%), ריבאטים, ו depreation יכול בדרך כלל לספק אשראי מס הכנסה של 8 שנים לאחר הפחתת תשלום עבור 4.

חיסכון תפעולי הוא הגבוה ביותר באקלים עם עומסי קירור גבוהים, שבו ממצה השמש מקטין את הביקוש למיזוג אוויר על ידי הסרת אוויר חם ולח. באזורים מועשרים חימום, מערכת התאוששות חום מומלץ להימנע לאבד אוויר מקורה חם.

מגמות וחדשנות עתידיים

בקרה חכמה ושילוב IoT

מערכות מתפתחות משתמשות בחיישנים כדי לפקח על CO2, לחות וחומר חלקיקים (PM2.5), התאמת מהירות המעריצים באופן אוטומטי כדי לשמור על IAQ תוך שמירה על אנרגיה. פלטפורמות המבוססות על ענן מאפשרות ניטור מרחוק ותחזוקה חיזוי, צמצום זמן השבתה.

גידולי מיקרוגרפיים

ventilation השמש היא יותר ויותר חלק של מיקרו-צמחים גדולים יותר המשלבים PV, אחסון סוללות, ועומסים שניתן לשלוט בהם במהלך תקופות הביקוש שיא, מערכות ventilation יכולות לשפוך או לפעול מסוללות, הורדת עלויות הביקוש. גישה זו תואמת את הגישה עם ה-FLT:0U.S המחלקה של מחקר אינטגרציה בניין אנרגיה 1LT:1.

השמש צ'ימניס ו- Passive Enhancements

למרות שלא רק מופעל על ידי PV, כיפות סולאריות (פירים בצבע כהה כי אוויר חום ויצירת עלייה טבעית) ניתן לשלב עם מעריצים קטנים כדי להגביר את זרימת האוויר.מערכת הפסיבית היברידית הזו מפחיתה אנרגיה המעריצים תוך שמירה על אוורור במהלך הפסקות רשת.

מחקרים אמיתיים בעולם

Multi Family Retrofit בניו יורק

בניין דירות בן 12 קומות בברוקלין התקין 50 קילוואט של לוחות סולאריים על הגג, כוח מעריצים exhaust בכל המסדרונות הנפוצים ו-40 חדרי אמבטיה בדירה.מעל שנתיים, עלויות חשמל עבור ventilation צנחו ב -72%, ותלומי תושב על אוויר מלוטש על ידי 60%.הפרויקט קיבל מימון מרשות מחקר ופיתוח של אנרגיה ופיתוח של מדינת ניו יורק (NYSERDA).

מגדל משרדים מסחריים בסינגפור

מגדל משרדים בן 30 קומות שילב את לוחות ה-BIPV לחזית הדרומית, ומייצר שיא של 15 קילוואט. לוחות אלה מבססים רשת של 10 מעריצים ממצה הממוקמים בקומה העליונה ובקומה המכנית.המערכת מכסה 35% מהעומס של בניית הבניין בשעות השיא, ותורמים לירידה של 12% בעוצמת השימוש באנרגיה כוללת.

מסקנה

מערכות ventilation ו-Shaust מציעות נתיב פרגמטי אל מבנים עירוניים בריאים יותר, יעילים יותר באנרגיה. על ידי מינוף אנרגיה מתחדשת לנהוג תנועה אווירית חיונית, בעלי בניין יכולים להפחית עלויות תפעוליות, לכווץ את טביעת הרגל שלהם פחמן ולשפר איכות סביבתית מקורה - כל זאת תוך שיפור עמידות.כפי שעלויות הטכנולוגיה ממשיכות ליפול ואינטגרציה עם מערכות בנייה חכמות הופכת לסטנדרט, מערכות אלה יהפכו לתכונה של תכנון בר קיימא של מהנדסים ואדריכלים, כיום, עבור מדענים, כמו גם עבור פתרונות מדיניות השמש.