כמו אוכלוסיות עירוניות swell ו נדל"ן הופך להיות נדיר יותר, ערים ברחבי העולם להתמודד עם אתגר כפול: עמידה בדרישות האנרגיה הגדלות תוך צמצום פליטות פחמן.מערכי השמש הקרקעיים המסורתיים מתחרים לעתים קרובות עם שטח אופקי מוגבל, לדחוף את הממציאים להסתכל למעלה. Vertical סולמות השמש - רחבות על חזיתות בנייה, קירות, או המגדלים החופשיים - פתרון משכנע על ידי רתום של מערכות אנרגיה מתקדמות, ללא מטרות יציבות, ללא מטרות אנרגיה, ויתרונות סביבתיים מסולקים, ללא גבולות פוטנציאליים אלה, ומערכת אנרגיה מתחדשת, אשר נוצרו על פני השטחיים, ובסיסיים, ומערכת אנרגיה מתחדשת, ללא גבולות מודרניים, ללא גבולות אנרגיה מתחדשת, אשר נוצרו על פני השטח של מערכות אנרגיה מתחדשת, ויתרונות עתידיים, ללא גבולות פוטנציאליים של אנרגיה מתחדשת, ללא גבולות יציבים, ויתרונות סביבתיים מודרניים, ללא גבולות, ללא גבולות, ויתרונות אנרגיה מתחדשת, ללא גבולות עתידיים, ויתרונות אנרגיה מתחדשת, אשר נבנות, ללא גבולות עתידיים, ללא גבולות אנרגיה מתחדשת, ללא מגבלות אנרגיה מתחדשת, אשר נבנות, מערכות אנרגיה מתחדשת, ללא גבולות אנרגיה מתחדשת, ללא מגבלות אנרגיה מתחדשת, ללא גבולות פוטנציאליים, ויתרונות אנרגיה מתחדשת, אשר מקיפים, אשר נבנות, אשר נבנות, פיתוח, ויתרונות אנרגיה מתחדשת

הבנה של קרינת השמש Vertical Solar Arrays

המונחים: design

מערך סולארי Vertical מורכב ממודולים פוטו-וולטאיים (PV) המותקנים על פני השטח האנכי, כולל הצדדים של מבנים, מחסומים רעש לאורך כבישים מהירים, או המגדלים שנבנו תכליתיים.בניגוד למערכות גג קונבנציונליות המפותות לכיוון קו המשווה, לוחות אנכיים בדרך כלל רכובים ב-90 מעלות אל הקרקע, מול מזרח ומערב כדי ללכוד את הבוקר והאור השמש.

העיצוב של מערך אנכי תלוי בשיטת האינטגרציה שלה.Build-integrated photovoltaics (BIPV) להחליף חומרים מכווצים קונבנציונליים עם לוחות סולאריים, בעוד בניית תמונות יישומים (BAPV) מצמידים לוחות על קירות קיימים. racks אנכיים Standalone משמשים גם במגרשי חניה, לאורך מסדרונות רכבת, ועל סטפני מבנים ללא שימוש.

סוגים של קרינת Vertical

מהנדסים פיתחו מספר תצורה כדי להתאים את לכידת האנרגיה והאסתטטיקה:

  • (ב) [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]] [הה]]] [המודולים הללו לוכדים את השמש משני הצדדים, מה שמגביר באופן משמעותי את התשואות האנרגיה.כאשר הרכוב באופן אנכי, הצד הקדמי מקבל אי-דימדומים ישירים בעוד הצד האחורי אוסף אור משתקף מן השטח הקרקע או הצדדי.
  • (FLT:0)Fixed-Tilt Verticalcioph:1 ; לוחות חד-צדדיים רכובו לצמיתות ב 90 מעלות, לעתים קרובות בשימוש על קירות דרומה מול חצי הכדור הצפוני.
  • (FLT:0) מעוקב אחר VerticalcioFLT:1) - כמה מתקנים משתמשים במעקבי צירים אנכיים שסובבים את הלוחות כדי לעקוב אחר השמש, ללכוד יותר אנרגיה, אך דורשים מורכבות מכנית נוספת ומרחב.
  • (FLT:0 Transud or Semi-TransdorsFLT:1) - בשימוש בקירות וחלונות כדי לשמור על אור טבעי תוך יצירת חשמל, אידיאלי עבור מגדלים מסחריים.

איך הם תופסים אור שמש

מערךים ורקטיים מתנהגים אחרת מאלה מוטות.בערים באמצע הקווי הרוח, פאנל אנכי מדרום-דרום מקבל פחות את הסקרנות השנתית הכוללת מאשר פאנל דרומה-הוטה, אבל זה מבצע טוב יותר בחודשי החורף כאשר השמש נמוכה בשמים. , ענפים אנכיים מוכווניים מזרח-מערב מייצרים פחות שיאים נפרדים - מרעים ומאחר הצהריים - אשר יכולים להתאים את הבנייה עם עומסים היטב ולהפחית את דרישות תחזוקה נמוכות יותר, כי פחות מצריכת אבק.

סימולציות מפורטות של סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEALAC)FLT:1 מעידות כי מערך אנכי מתוכנן כראוי יכול להשיג גורמים קיבולת דומה מערכות גג בשילוב עם טכנולוגיה של עיגולים ומשטחים עירוניים רפלקטיביים.

יתרונות מרכזיים לסביבה עירונית Dense

אופטימיזציה לחלל

היתרון הבולט ביותר הוא שימוש יעיל של נדל"ן אנכית. בערים כמו הונג קונג, מנהטן, או לונדון, שבו מחירי הקרקע עולים על 10,000 $ למטר רבוע, כל מערך כף רגל רבועה. ⁇ וריטרי להפוך קירות ריקים, פירים מעלית, בניין לא בשימוש לתוך נכסים שיוצרים כוח.הם לא להתחרות עם פארקים, או מתקני גג, מה שהופך אותם משאב אנרגיה מבוזר אידיאלי עבור מגה-cities.

אנרגיה ניברס

מעבר לחיסכון בחלל, מערךים אנכיים מציעים תכונות ביצועים ייחודיות:

  • (ב) ,0) ,העברה של סוילינג'ר 1:1 - לוחות Vertical אוספים פחות אבק וציפורים טיפות כי פני השטח אינם אופקיים.גשם שוטף אותם ביעילות רבה יותר, לעתים קרובות מבטל את הצורך בניקוי פעיל.
  • (FLT:0)Bifacial GainFLT:1 - כאשר רכוב על קירות בצבע בהיר או על פני משטחים רפלקטיביים (למשל, בטון, גגות לבנים), הצד האחורי של מודולים באפיים יכול לתרום 10-25% אנרגיה נוספת.
  • (FLT:0) ביצועים טובים יותר ב- Diffuse LightFLT:) בסביבות עירוניות יש לעתים קרובות שמים zy. ורטוטים ורטריים יכולים ללכוד אור מפז מכל הכיוונים, במיוחד כאשר משתמשים בציפויים אנטי-מנטליים מתקדמים.
  • (FLT:0) טמפרטורה נמוכה חסכוניים (Lower טמפרטורה CoefficientsFLT:1) - מודולים Vertical חווים זרימת אוויר טובה יותר מאחוריהם, צמצום טמפרטורות התפעול ושיפור היעילות בהשוואה לגגות חמות.

אינטגרציה אסתטית ואדריכלית

מערך השמש האנכי מודרני מעוצב עם אסתטיקה בראש.פאנלים בצבע מותאם אישית, צורות מותאמות אישית, זכוכית פוטו-וולטאית מוטבעת מאפשרת לאדריכלים ליצור חזיתות בולטות חזותית אשר גם יוצרות כוח.לדוגמה, ה-FLT:0 Solar Carve TowerveFLT:1 בניו יורק משתמש מודולים כחולים מותאמים אישית המחקה קירות זכוכית מסורתיים, ערבוב קיימות עם עיצוב כזה יכול להגדיל את הרכוש וערכי BRAVEL כמו הסמכה ירוקה.

צמצום הקרקעות השתמש בסכסוכים

מגרשי חניה, סף רכבת ומחסומים מהירים מייצגים אזורים עצומים של קרקע לא משומשת שיכולה לארח מערך אנכי.המתקנים האלה אינם מסלקים דיור, חקלאות או בתי גידול חיות בר, התייחסות לאובייקטים קהילתיים שלעתים קרובות מגפים בחוות סולאריות מוצפות. בהולנד, ה-FLT:0 לוחות סולאריים סולריים על מחסומים רעש לאורך כביש A121 מדגימים כיצד תשתיות יכולות לשרת מטרות כפולות וחשמלי חשמל מחריף.

אתגרים טכניים ופתרונות הנדסה

בעיות שאיבה ואוריינטציה

בעוד מיקום אנכי מקטין את הגילוח מבני מבנים שכנים בזמנים מסוימים, זה יכול גם לסבול מטעימה עצמית אם שורות מרובות משמשים במערך ליניארי. מבנים עם גיאמטריה מורכבת דורש ניתוח מוצץ 3D מפורט באמצעות תוכנה כגון PVsyst או Helioscope. מהנדסים לעתים קרובות משלבים מודולים אנכיים עם מיקרו-מטופרים או אופטימיזציה כוח כדי להפחית הפסדים חלקיים, להבטיח שכל פאנל בפוטנציאל שלה פועל מקסימום.

האוריינטציה היא קריטית.מערך אנכי על קיר צפוף בצפון בחצי הכדור הצפוני ייצור מעט אנרגיה.מעצבים חייבים להעדיף את דרום, מזרח וחשיפה מערבית, ובמקרים מסוימים משתמשים על משטחים רפלקטיביים או מראות כדי להפנות אור לעבר קירות פחות אופטימליים.

המונחים: Structural and Wind Loadations

לוחות Vertical עומדים בפני כוחות רוח משמעותיים, במיוחד על בניינים גבוהים.מהנדסים צריכים לחשב הרמת ידיים, עומסי צד, ו-vortex לשפוך.מערכות הרטינג חייבות להיות מעוגנות לאלמנטים מבניים עם יכולות עומס המאומתות על ידי בדיקות מנהרות רוח.FLT:0Curtain Wall SystemsFLT:1 אשר מחליפים את החיפוי הקונבנציונאלי חייב לעמוד בסטנדרטים של בטיחות אש ודרישות תרמיות.

תחזוקה וניקוי גישה

גישה לוחות אנכיים על בניינים גבוהים מציבה אתגרים לוגיסטיים. Solutions כוללים מסלולי הליכה מצופים בנייה, ניקוי רובוטי, ורחפנים המצויים במברשת רכות.חלק מהמתקנים משלבים ציפויים הידרופוביים מנקה עצמית המשתמשים במי גשם כדי לשטוף את העפר.באזורים עם גשם לא סדיר, ניקוי אנושי זמני באמצעות צפיפות או חבל נדרש, הוספת עלויות תפעוליות, לעומת זאת, הורדת שיעורי הקרקע בהשוואה ללוחים אלה יכול להיות מעוקלים.

ביצועים חשמליים ו-Sing Sizing

לערכים נורמטיביים יש לעתים קרובות מאפיינים שונים של ימינו מאשר מערכים מוטים. Bifacial מודולים על גבי הר געש אנכיים דורשים שיקולים מיוחדים עבור מחרוזת כי אי-דימנט לאחור משתנה לאורך כל היום.FLT:0DC-to-DC אופטימיזציהsto-DC אופטימיזציהFLT:1 יכול להפיג את השגיאה בין הצדדים הקדמיים האחוריים, בעוד מיקרו-מונים מאפשרים ניטור אנרגיה במהירות ונפח, במיוחד עבור הגנה חיצונית.

מתקן עירוני בלתי חוקי

ניו יורק: החזון ואחרים

בניו יורק (FLT:0) The VisionaireFLT:1, A LEED Platinum High-rise Park City, כולל מערך סולארי אנכי משולב בחזית הדרומית שלה.המערכת מייצרת כ-5% מהחשמל המשותף של הבניין, תורם למטרות האנרגיה הנקי-אפס שלה.

טוקיו: Skyscraper Facades

בטוקיו, שבה הקרקע היא היקרה ביותר בעולם, הפרויקט דרש התאמה אישית לשמירה על האסתטיקה האדריכלית של הבניין, בעוד שעקב רוחות של טיפון-דרג 1.

אירופה: אמסטרדם ולונדון

אמסטרדם חלוצית לשמש אנכית על בניינים דמויי התעלה באמצעות מודולים באפיוניים התופסים השתקפות מן המים.ה-FLT:0Energy Academy EuropeFLT:1 ב- Groningen יש חזית סולארית אנכית מלאה שמש שמש גם משמש ככלי חינוכי. in London, the FLT:2Bloomberg BuildingF:3LT משלבת finic photovoltaicfin כי גם משמש ככלי חינוכי.

פרויקטים מתפתחים באסיה ובמזרח התיכון

(ה-FLT:0) מוזיאון אורבן רכה 1 כולל דרישות לשמש אנכית על בלוקים חדשים דיור ציבורי בדובאי, TheFLT:2 מוזיאון העתידFLT 3:2 משתמש לוחות סולאריים אנכיים בצורת דפוסים כפריים אסנסקיים, שילוב זהות תרבותית עם אנרגיה מתחדשת.

שיקולים כלכליים ומדיניות

עלויות טרנדים וחזרות על השקעות

מערך השמש הוורטי בדרך כלל יקר יותר עבור וואט מאשר מערכות גג בשל גידול מותאם אישית, חיזוק מבני, ואתגרי שילוב חשמלי.עם זאת, עלויות צנחו כמו מודולים Bifacial הופכים לזרם המרכזי וסטנדרטיים של מערכות racking אנכית עולה בטווח של 2.50 $ ל-4.00 $ ל- וואט, בהתאם לגובה ולמורכבות.בשווקים עם שיעורי חשמל קמעונאיים גבוהים (למשל, ניו יורק, $ 25 / 162 שעות אשראי), במיוחד עם מחזורי נמוך), כאשר הם גמישים של 6 שעות אשראי, במיוחד עם קצב אשראי נמוך יותר, כאשר הם מ- 10.

מרכזי בנייה וקודים

ערים רבות מנשות כעת מוכנות סולארית או דור אנרגיה מתחדשת בבנייה חדשה.ה-FLT של סן פרנסיסקו:0 מוטב לגגות סדרי תגמולים FLT:1 דורש 15% משטח הגג להיות קוראי שמש, ודרישות דומות מתרחבות לחזיתות.הממשל הפדרלי האמריקאי (ITC) חל על מערכות BIPV, וכמה מדינות מציעות תמריצים נוספים באירופה, F:2R:2R.

שילוב ורשת Metering

ערכים ורקטיים מייצרים לעתים קרובות יותר כוח בשעות הבוקר והשיאים בערב, מיישרים היטב עם תבניות הביקושים וצמצום המתח על הרשת.חברות רבות של שירותים מציעים מדנן נטו עבור מערכות אנכיות, אם כי כמה מגבלות גודליות גדולות יותר.משחררים חכמים עם פונקציות תמיכה ברשת יכולים לעזור לייצב רשתות הפצה מקומיות, במיוחד במחוזות צפופים עם חדירה סולרית גבוהה.

אפשרויות וחדשנות עתידיים

חומרים מתקדמים

מחקר ל-FLT:0 (perovskite סולרי תאים FLT:1 מבטיח קל משקל, גמיש ו- Semi- ⁇ מודולים שניתן להדפיס על חומרי בניין בשילוב עם משטחים אנכיים, אלה יכולים להפוך כל חלון ולוח קלד ליצרן כוח.FLT:2 Organic phototaics (OPV) 3, מציעים גמישות דומה ותפקוד נמוך, אם כי יש צורך נוכחית של ייצור אדרבא) כבר 12% (DX).

ארקדי השמש החכמים עם IoT

חיישנים חודרים, פועלים ואלגוריתמים ללמידה מכונה לחזית השמש יכולים לייעל את האנרגיה בזמן אמת.לדוגמה, חזית חכמה יכולה להטות לוחות בודדים (אם גמישים) או להתאים את העברת שכבות סמיות למאזן אור יום ודור חשמל.IoT מאפשר מעקב מרחוק ותחזוקה חיזוי, צמצום עלויות התפעול כמו FLT:0SolarWind TechnologiesFLTs LTs הם ציפויים לתאים שקופה, אשר עשויים להפוך לתאים רגילים.

אינטגרציה עם Vertical Farming

זוג סינרגיסטי כולל מערך סולארי אנכי המספק צל וכוח בחוות אנכיות מקורה.פאנלים סולאריות הרכובות מחוץ למכלי חקלאות יכולים להפעיל LED גדל אורות ומערכות השקיה, מה שהופך את החקלאות העירונית הן עצמאיות אנרגיה והן יעילות חלל.

אתר Net-Zero Buildings

כדלוק קודי בנייה, השמש האנכית תהפוך לכלי סטנדרטי להשגת מעמד אנרגיה אפסי נטו.ה-FLT:0) International Living Building ChallengeFLT:1 כבר דורש על-ידי בניית הדור של אנרגיה מתחדשת באתר, וערכים אנכיים מספקים מסלול עבור מבנים בעלי גג גבוה עם שטח מוגבל של זמן-קרקע.

מסקנה

מערך סולארי Vertical מייצג שינוי פרדיגמטי בפריסת אנרגיה מתחדשת עירונית.על ידי הפיכת משטחים אנכיים בלתי צפויים גנרטורים כוח, ערים יכולות להגדיל באופן דרמטי את יכולת השמש שלהם ללא תחרות על שטח קרקע יקר, בעוד אתגרים סביב עלות, עיצוב מבני, ותחזוקה להישאר, ההתקדמות הטכנולוגית מתמשכת ומדיניות תומכת סוגרים במהירות את הפער.מחזיתות האיקוניות של ניו יורק לחסמים של הולנד, השמש האנכית היא להוכיח את הערך שלה ככל שתאיץ, והופכת לאלמנטים חיוניים יותר של אקלים אתרי אקלים אתרי אקלים אתרי אקלים יציבים.