Güneş Windows'un kentsel binalarda Dağıtılmış Güç Üretimi Potansiyeli

Kentsel Enerji için Yeni Ufuk: Dağıtılmış Nesil Varlıkları Olarak Güneş Windows

Kentsel manzaralar cam ve çelik tarafından tanımlanır. Skyscrapers, ofis kuleleri ve konut yüksek katlı yapılar, büyük, güneş kaynaklı yüzey alanları, büyük ölçüde enerji üretimi için tıkanmış olan yüzeyler. Solar windows, ayrıca, güneş ışığı, güneş ışığı, güneş ışığı, güneş ışığı, yapısal yük sınırları ve yan yanan binalar tarafından dasteklenmektedir.

Fırsat ölçeği muazzamdır. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı tarafından 2022 analizine göre, güneş pencereleri dahil olmak üzere yoğun kentsel merkezler için binayı kullanan güneş pencereleri, düşük filmdeki yüksek çözünürlük ve kuantum teknoloji ile karşılaştırıldığında, ticari ve konut yapıları tamamen dağıtılırsa, güneş pencerelerinin mevcut dikey altyapıyı kullanan geleneksel güneş çiftliklerinin aksine, onları yüksek çözünürlükte olan kentsel merkezlere kritik bir araç haline getirebilir.

Solar Windows nedir?

Güneş pencereleri, fotovoltaik malzemeleri içeren belirli ışık dalgalarını ele geçirebilecek şekilde mühendisileştirilmiş glaning birimleri tasarlanır, ancak insan gözüne saklanan hücrelere görünmez, bu seçici hasatlar, bu pencereler hem bina kabuğu hem de enerji jeneratörü olarak işlev görmek için tasarlanmıştır.

Bugün pazarda birkaç yaklaşım var. Organik fotovoltaikler (OPVs), esnek substratlara veya camlara basılabilecek karbon bazlı polimerler kullanıyor. Dye-sensitleştirilmiş güneş hücreleri (DSSCs) mimik doğal fotoğraflarynthesis, perovskite katmanların ortaya çıkması için bir fotoğrafa duyarlı bir boya kullanıyor; bu hücreler, diffüz ışık ve yarı-transparency'in ticari olarak iyi performans sergiliyor.Üçüncü bir kategori, bu standart renkli camları yüzde 20'yi aştı.

Güneş Windows Genrate Güç Nasıl Yapar?

Temel ilke, fotovoltaik etkisi kalır. fotonlar aktif materyali grev ettiğinde - bir polimer, boya veya kristal bileşik - elektronlar heyecanlanır ve doğrudan mevcut bir akım yaratır. Bu akım, şeffaf iletken elektrotlar tarafından toplanır, tipik olarak indium tin oksit (ITO) veya gümüş nanotel ağlarından yapılır ve enerji yönetimi sistemine yollanır.

Geleneksel bir monokristal paneli için 150 tonluk bir yana, kare başına 30 ve 100 watt arasında üretilen tipik güneş pencereleri, yüksek katlı bir binada mevcut olan çok daha büyük miktardaki yüksek yüzey alanı ile dengelenebilir; güneş pencereleri hem termal yalıtım gereksinimleri hem de üretim kapasitesinin önemli bir kısmını dengelemek için 500 kilovat üzerinde üretebilir.

Solar Windows'un kentsel ortamlardaki avantajları

Güneş pencereleri mimarlar, bina sahipleri ve faydalı yöneticiler için zorlayıcı bir değer önermesi sunar. birincil erdemleri, az kentsel gayrimenkul almadan güç üretme yeteneğidir.Bir şehrin inşa edilmiş kumaşı boyunca dağıtıldığında, binlerce birbirine dağıtılmış bir sanal güç bitkisi yaratırlar. Anahtar avantajları şunları içerir:

Dağıtılmış Nesil ve Grid Resilience

Genellikle göz ardı edilen avantaj güneş pencereleri ağ desteğinde oynayabilir. Dağıtılmış nesil, iletim kayıpları azaltır çünkü güç bir alanda tüketilebilir. Bir ağ üzerinden, güneş pencereleri ve batarya depolama ile donatılmış binalar ada modunda çalışabilir, kritik aydınlatma ve havalandırmayı korur.

Teknoloji Deep Dive: Malzemeler ve Verimlilik

Mevcut güneş pencerelerini ve gelecekteki yörüngelerini takdir etmek için, biri, malzemeler bilimi teşvik etmeyi incelemek zorundadır. Temel ticaret şeffaflık ve verimlilik arasındadır. Tamamen açık bir pencere, görünür ışık yüzde 90'ı iletir, ancak çoğu fotovoltaik malzeme tıkanma tabakalarına güvenirler. Araştırmacılar bunu nanoyapım ve dalga boyun eğlendirici filtrelerle çözmektedir.

ÜçüncüGeneration Photovoltaics

İlk nesil ( ⁇ wafer) ve ikinci nesil (düşün filmli kamyum Telluride) güneş hücreleri büyük ölçüde tıkanmış. pencere uygulamaları için, üçüncü nesil teknolojiler de buna sahiptir:

Bütünleme Meydanları

Laboratuvar başarıları, üretim verimine, uzun vadeli istikrara rağmen, örneğin, küçük modül gösterilerine maruz kaldığı zaman, örneğin, enkapsülasyon stratejileri, inşaat ürünlerine ilişkin 20-30 yıllık garantiyi aktif olarak çözmeleri gereken 20-30 yıllık garantiye sahip olmalıdır. Organik malzemeler de bariyer filmlerini kullanıyor olsa da, küçük modül gösterilerinden (9x10 cm) tam perde duvar panellerine maruz kalan (1.5x3 metre) tam olarak doğrulayan bariyerler ile çözümlenmesi gereken sorunlarla karşılaşmaktadır.

Meydanlar ve Sınırlar

Güneş pencereleri henüz geleneksel cam için bir eklenti ve oyun yedek değildir. Geniş pazar kabullerine ulaşmadan önce birkaç teknik ve ekonomik engel aşılmalıdır.

Düzenleme ve Standartlaştırma Gaps

Bina kodları ve elektrik standartları, entegre PV. Yangın güvenlik derecelendirmeleri ile tam olarak yakalamadı, yapısal test ve elektrik bağlantı gereksinimleri yargılayıcı ve genellikle farklı ülkeler ve devletlere karşı ayrı bir çatı dizisinin parçası olarak bağlantı anlaşmalarının yerleştirildiği zaman, uluslararası Kod Konseyi gibi gruplar tarafından yapılandırıldı.

Urban Deployment Scenarios

Pratik dağıtım anlamak için, kentsel ortamlar için üç tipoloji düşünün:

Ticari Ofis Kuleleri

30 katlı bir ofis binası için yüzde 60 glaning dış, güneş pencereleri hem de görüntü için camı kaplayabilir (varışlı sistemler (köpekler arasında bölümler) ve birçok tasarımcı "elektrokrommik" veya "fotovoltaik", ilk nesil bölge olarak 10 AM'u, net görüş için camları koruyabilir. Oluşturulan güç aydınlatma yüklerini, HVAC yardımcı sistemleri ve eklentileri dengelemek için.

Karma-Use Konut Geliştirmeleri

Konut kuleleri, güneş pencerelerinden ortak alanlardan faydalanıyor - lobiler, koridorlar ve cepheler - şeffaflık kritik değildir ve güç asansör, aydınlatma ve havalandırma sistemleri için kullanılabilir. Tenants daha düşük ortak suçlamaları görebilir. Bazı mahkemeler yeni binalar için yenilenebilir nesil gerektirir;

Retrofit Projeler

Mevcut binalar, planlanan cephe yenilemeleri sırasında geleneksel pencereleri PV glaning modülleriyle yeniden geliştirilebilir. İş durumu, güneş pencerelerinin standart glaning maliyetinin (yükleme) artı istenen maliyet satın alma maliyetinin ayrı ayrı olarak.For minute buildinged resources windows where Rooftop paneller yasaklandığında, güneş pencereleri tek uygun bir nesil seçeneği haline gelir.

Bina Enerji Sistemleri ile entegrasyon

Güneş pencerelerinin gerçek potansiyeli, otomasyon kontrol cihazları oluşturmak için sürekli olarak monte edildiğinde fark edilir (BEMS). pencerelerden doğrudan mevcut olan çıktı, LED aydınlatma devreleri doğrudan veya kaynaklanma gücü, otomatik kontrol kontrol kontrol cihazları oluşturmak için kaynak sağlar. Microinverters veya güç optimize edicileri genellikle DC'ye geri dönüştürülür ve modül düzeyindeki izleme işlemine bağlanır.

Ayrıca, güneş pencereleri, güneş ışığına yanıt veren akıllı cam teknolojilerle eşleştirilebilir. PV tabakası elektrokromik malzemelerle birleştirildiğinde, pencere aynı anda enerji üreten bir şekilde, prototip pencereleri, gün ışığı olan, glare kontrolü ve enerji üretimi için verileri üreten dinamik bir cephe ile değişebilir.

Vaka Çalışmaları ve Piyasa Traction

Hala erken olsa da, birçok önemli kurulum teknolojinin viability'ini gösteriyor:

Çin'de, Shenzhen şehri, satın alma yoluyla tüm yeni binaların yüzde 40'ının Çin'i en az üç yıldıza sahip olması gerektiğini, diğer megalitler için ağır bir şablon oluşturabileceğini belirtti.

Future Outlook

Araştırma ve geliştirme hızla birden çok cephede ilerliyor. Mevcut yol haritası, beş yıl içinde yüzde 50 görünür ışık iletimi ile birlikte, güneş pencerelerinin yaşam boyu enerji verimini absorbe etmek için standart panellerle rekabet etmesi bekleniyor. Karbon nanotüp ve grafikler gibi operasyonel yaşam 30 yıl ötesinde.

Politika desteği de gelişmektedir. ABD Inflation Retreat Yasası, inşaat için vergi kredilerini içeriyor ve bina sahipleri için geri ödeme süresini azaltır.

Bir umut verici araştırma yönü "ışıklı güneş koncentratörleri" (LSC) içerir ve mevcut plastik işlemeyi kullanmak için şeffaf panler kullanılır, ancak olayı ışık tutan ve dalga kılavuzunu yukarı doğruya itiyor. LSCs oldukça şeffaf olabilir (yüzde 80) ve mevcut plastik işlemeyi kullanmak kolaydır.

Bir başka gelişme, güneş pencerelerinin araç-to-grid (V2G) ile entegrasyonu ve mahalleli araç şarj cihazı veya elektrikli araç şarj cihazını paylaşmak için gerçek zamanlı verilerle güvenli bir şekilde dönüştürülür.Bu vizyon, pasif tüketicilerden gelen, aktif bir mikrojenere dönüşür.

Mimari tasarımının yakınlığı, malzeme bilimi ve dijital altyapı pozisyonları güneş pencereleri dağıtılmış bir nesil temel taşı olarak konumlandırılır. Çatı ve zemin güneş, diğer yenilenebilir teknolojinin olmadığı bir boşluk doldurmaya devam edecektir: Bina sektörü tam olarak nerede yaşayan ve iş yapıyor, kentsel gökyüzünü tanımlayan birçok yüzeyde.