一种创新的光伏发光太阳能聚光窗

发布时间：2023-03-25 13:04:31 所属栏目：动态来源：

导读：窗户是围护结构的关键元素，它的尺寸是建筑能源性能最关键的问题之一。窗户可能导致高热损失、过热和眩光等问题，然而通过合理地设计，可以使其在改善室内热舒适方面发挥重要作用，也能够作为帮助场区产生能量的积极

窗户是围护结构的关键元素，它的尺寸是建筑能源性能最关键的问题之一。窗户可能导致高热损失、过热和眩光等问题，然而通过合理地设计，可以使其在改善室内热舒适方面发挥重要作用，也能够作为帮助场区产生能量的积极因素。来自意大利巴勒莫大学的Vincenzo Muteri研究团队在 Sustainability 期刊上发表的文章，分析了创新的光伏智能窗户模型，并在真实的测试中通过照明和电气相关的监测研究来进行模型验证。从实现供暖和制冷的能源节约使用能源的角度来看，发电量约为10Wh/月，有高达50%的改善，可以实现高效的整体能源性能，同时产生足够的能量来运行智能窗户的控制系统。

研究中提出的智能窗户——太阳电池荧光聚光器 (Smart Window—Luminescent Solar Concentrator, SW-LSC) 结合了光伏发电的优势。太阳电池荧光聚光器具有智能窗户的功能，通过自主和被动遮阳系统 (电动百叶窗) 来管理热负荷。现代光伏技术可以根据技术特点分为三代：第一代是硅基光伏技术、第二代是薄膜光伏技术、第三代是通过新材料来生产器件，从而集成到智能窗户的LSC技术。

本研究中的两个窗户 (框架和结构，如图3所示) 的建模是在产能环境中进行的，通过使用大规模定量的简单非线性回归最小二乘模型统计效应对研究的发电量，然后进行建筑性能模拟，在对实验系统表征和校准后，该模型将在更大的建筑物上进行测试，以评估系统在真实建筑环境中的热性能。建模结果表明，在SW-LSC模型中，从LSC模块过滤的黄光与下部分窗口黄光之间的混合及光架的存在使房间中大多数点的照度值较低。

建筑的采光性能结果表明，与智能窗户相比，传统窗户在300勒克斯和500勒克斯两种情况下，通常都能获得更高的日光自治指数值，而智能窗户LSC的照度值在300~500勒克斯之间的采光性能要高于传统窗户。热物理分析结果表明，传统窗户的月供热能耗始终高于SW-LSC。电气分析结果显示，使用传统窗户每年可节省约83千瓦时的内部照明电能，因为建筑物周边区域的日光自治指数较高，从而影响了用电量，而LSC模块更高的电力消耗可以通过增加产量来抵消。

电气性能分析从收集实验研究期间监测的发电和消耗数据开始，通过对数据进行统计分析，总结了安装在试验建筑中SW-LSC原型的辐照与能量产生之间的关系，可以应用于大型建筑，以确定安装在建筑中并与实验测试相同方向暴露的SW-LSC的生成。最后，对SW-LSC和传统窗户的内部照明消耗进行了比较。电气性能评估表明，LSC技术需要进一步改进，尤其是在效率方面，对于某些地区 (如研究中的参考地区) 的太阳辐射在一年中没有达到较高的平均值，这是由于室内环境照明度较低，能源生产能有效地控制过度的耗电。

（编辑：汽车网）

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