ASHRAE OR-10-064-2010
開ループガスベースの BIPV/T システムの過渡状態および定常状態モデル

規格番号

ASHRAE OR-10-064-2010

制定年

2010

出版団体

ASHRAE - American Society of Heating@ Refrigerating and Air-Conditioning Engineers@ Inc.

範囲

「はじめに 建築一体型太陽光発電 (BIPV) システムでは、太陽光発電モジュールは建物外壁の機能コンポーネントとして設置されます (通常は、ファサードの被覆材や屋根の屋根板を置き換えます)。 高温は太陽光発電アレイの性能に悪影響を与えるため、@冷却流体の循環を使用して、BIPV システムから熱エネルギーを除去できます。 冷却流体は暖房や家庭用温水の加熱に使用でき、オープン ループ空気システムの場合、加熱された空気は新鮮な空気としても使用できます。 換気や衣類の乾燥に使用されます。 この統合システムは、「建物一体型太陽光発電/熱利用」(BIPV/T) と呼ばれています。 これらのシステムにはいくつかの利点があります。 第一に、機能の多様性により、コストが大幅に削減されます。 第二に、システムの電気効率が向上します。 太陽光発電モジュールは大幅に改善されています。 最後に、負荷に近いことにより、電気と熱の伝送損失が減少します。 適切に設計された BIPV/T システムは、屋根全体を覆うために使用できるため、美的役割さえ果たせる可能性があります@。 これにより、シームレスな統合が可能になります。 オープンループ空気システムでは、屋外の空気は、通常は PV モジュールまたは PV ラミネートが直接取り付けられた金属屋根である BIPV/T システムの最外層の下のチャネルを通過します (たとえば、図 1 を参照)。 水またはグリコールシステムには比熱がはるかに高いという利点がありますが、空気ベースのシステムでは、凍結や漏れによる屋根の損傷の可能性がないなどのリスクが軽減されます。 また、メンテナンスの必要性も少なく、太陽光発電システムが稼働する限り（20 ～ 50 年）持続します。 空気ベースの BIPV/T システムは通常、開ループ構成 (図 2 を参照)@ で設置され、屋外の空気が対流 (通常は強制対流) によって PV モジュールを冷却するために使用されます。 加熱された空気は、屋外に排出される前に、建物内の 1 つ以上の機能に熱エネルギーを提供するために使用されます。 PV 設計にフィンが組み込まれていない限り、閉ループ エア システムでは PV の過熱 (耐久性が低下し、層間剥離を引き起こす可能性があります) が発生する可能性があるため、通常、閉ループ エア システムよりもオープン ループ エア システムが推奨されます。 また、@ オープンループシステムにより、外気の予熱に使用できる可能性があります。 入口温度は閉ループシステムの場合よりも低いため@ BIPV/T システムは通常、出口温度が低いにもかかわらず、より高い熱効率で動作します@。 BIPV/T システムには、加熱の非対称性や比較的複雑な形状など、研究を複雑にするいくつかの特徴が含まれています。 さまざまな現象@を強調する、さまざまなレベルの複雑さの数学モデルが長年にわたって開発されてきました (簡単な文献レビューを以下に示します)。 この論文は、著者らによる以前の著作で提示されたいくつかのアイデア@と、実験施設での測定およびカナダ太陽光発電研究ネットワークの実証プロジェクトから得られた最も関連性の高い発見をまとめたモデルを紹介します (Athienitis 2008)。 このモデルは、寒冷地における空気ベースの開ループ BIPV/T システムの設計ツールとして容易に適用できます。 気象データを組み込むことで、このモデルを事前実現可能性調査における意思決定ツールとして使用できます。 」