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可移动太阳能电池板的能量比静态太阳能电池板多50%左右

2021-10-13 22:51:05 手机 来源:

苏黎世联邦理工学院开发的太阳能外墙将电力生产与智能遮阳相结合,以实现最佳的能源平衡。

或者冷却内部空间。更智能的建筑立面可以节省大量能源。苏黎世联邦理工学院开发的系统使用可移动的太阳能电池板发电,同时允许适量的阳光或阴影来适应天气条件和内部使用。

建筑与建筑系统教授arnoschlutter和他的研究团队开发了一种自适应太阳能幕墙系统,可以调整每个房间,使其产生的能量超过一年的消耗。他们刚刚在最新一期的《自然能源》上报道了他们的发现。

的创新外观包括安装在轻型钢缆网络上的移动太阳能电池板阵列。它们可以独立控制,并通过柔性机器人元件垂直和水平移动。这些柔软的机器人致动器是该系统的核心:在压力下改变形状的柔软材料和刚性U形接头的结合使它们能够锁定到位,以抵御恶劣天气甚至风暴。

研究人员测试了该系统的耐候性,并在亨格伯格校区用几个原型进行了测量。他们发现,在阳光明媚的夏季,可移动太阳能电池板的能量比安装在建筑立面上的静态太阳能电池板多50%左右。

但是立面不仅可以发电,还可以调节有多少光和热通过建筑围护结构,从而调节内部气候。自适应学习算法控制面板的运动,因此加热和冷却内部空间的成本节约降低了净能量需求。同时,该算法还考虑了建筑物的当前使用情况,并相应地调整气候。

为了从理论上确定房间能耗可以降低到什么程度,研究人员使用原型数据模拟了几个场景。他们计算了开罗、苏黎世和赫尔辛基的可移动太阳能外墙围护结构的节能潜力。通过这样做,他们模拟了办公室和住宅空间。

结果表明,办公节能往往高于居住空间,气候温暖而非寒冷,尤其是中欧等温带地区。ArnoSchlter总结了这些发现:“环境条件的变化越大,适应性立面的好处就越大。”

在按照最新标准建造的建筑中,最好的能量平衡可以在温带办公空间的模拟中看到(本例中是苏黎世)。在这种情况下,一年需要内部加热和冷却,自适应外墙产生舒适室内环境所需能量的115%。

同样的结果来自于模拟1920年以前建造的开罗房屋的办公空间,需要更多的遮阳和降温。在这种情况下,外墙产生114%的年度能源需求。换句话说,研究强调新旧建筑的节能潜力,但外墙必须始终与内部空间及其使用相结合。

arnoschter说:“我们希望解决建筑中用户舒适度和能效之间的权衡问题。“理论上,最节能的空间将没有窗户。因此,我们很高兴向您展示建筑内外的智能界面如何提供最佳的用户舒适度并产生额外的能量。”

施吕特教授的团队将很快能够测量自适应太阳能对物理建筑的影响:该系统是未来“HiLo”单元的一部分,该单元目前正在杜本多夫的NEST研究大楼的顶层平台上建造。


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