ذهن های روشنگر، ساختمان های توانمند: کاوش سیستم های BIPV برای آموزش پایدار در عربستان سعودی

در تعقیب راه‌حل‌های انرژی پایدار، ادغام فناوری‌های تجدیدپذیر در زیرساخت‌های روزمره بسیار مهم شده است. در این میان، سیستم‌های فتوولتائیک یکپارچه ساختمان (BIPV) به عنوان راه‌حل‌های نوآورانه برجسته می‌شوند که تولید برق خورشیدی را با طراحی معماری ترکیب می‌کنند. در تلاشی نوآورانه، محققان با تمرکز بر کاربرد آن در ساختمان‌های آموزشی، با تأکید ویژه بر زمینه منحصر به فرد عربستان سعودی، به قلمرو BIPV پرداخته‌اند.

در مقاله ای با عنوان 'ساختمان یکپارچه فتوولتائیک، BIPV، سیستم : طراحی و شبیه سازی برای یک ساختمان آموزشی' توسط Salem، نما، یک سیستم خورشیدی BIPV متصل به شبکه برای برآوردن تقاضای برق جزئی ساختمان پذیرش و ثبت (AR) در دانشگاه عفت در جده پیشنهاد شد. طراحی دقیق، شبیه‌سازی، تحلیل اقتصادی و کاهش CO2 با استفاده از نرم‌افزار PVsyst انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که از نظر تولید برق، طراحی بهینه می‌تواند تقریباً 65 درصد تقاضای ساختمان AR را برآورده کند، در حالی که تولید PV اضافی سنتی تنها می‌تواند 51 درصد از تقاضای ساختمان AR را برآورده کند.

> درک BIPV

BIPV نشان دهنده یک تغییر پارادایم در تولید انرژی است که ساختمان ها را از سازه های غیرفعال به مشارکت کنندگان فعال در تولید انرژی تبدیل می کند. سیستم‌های BIPV با ترکیب مواد فتوولتائیک مستقیماً در عناصر ساختمان مانند سقف‌ها، نماها و پنجره‌ها، نور خورشید را برای تولید برق در حالی که عملکردهای معماری سنتی را انجام می‌دهند، مهار می‌کنند.

با اشاره به جنبه های تکنولوژیکی که شامل پوشش، سطح حفاظت حرارتی ساختمان و میزان شفافیت برای نفوذ نور روز می شود. سه نوع BIPV متمایز وجود دارد: لعاب نیمه شفاف با خواص حرارتی، لعاب مات بدون محافظ حرارتی، و بدون لعاب مات بدون محافظ حرارتی.

(شکل BIPV انواع فناوری؛ از چپ به راست؛ لعاب نیمه شفاف با خواص حرارتی، لعاب مات بدون محافظ حرارتی، و مات بدون لعاب بدون محافظ حرارتی.)

روکش لایه بیرونی پوست ساختمان است و نمایانگر سپر در برابر شرایط محیطی است. برای سیستم های تکنولوژیکی، شش کهن الگو از BIPV وجود دارد که به شکل 3، سقف، نما، سایه، پنجره، نیمه شفاف و لعاب اشاره دارد.

(شکل. کهن الگوهای روکشی فناوری BIPV)

> طراحی برای پایداری

با درک فناوری یکپارچه فتوولتائیک ساختمان (BIPV) و فناوری BIPV، تفکر نوآورانه و برنامه ریزی دقیق برای طراحی و شبیه سازی سیستم BIPV ساختمان آموزشی (AR) به کار گرفته شده است. محققان در عربستان سعودی شروع به کشف پتانسیل BIPV در معماری ساختمان های آموزشی با در نظر گرفتن عواملی مانند جهت ساختمان، قرار گرفتن در معرض نور خورشید، نیازهای انرژی و ادغام زیبایی شناختی کرده اند.

(شکل. ساختمان آموزشی شامل چهار طبقه با دیوارهای پرده شیشه ای بزرگ است.)

ملاحظات کلیدی

محققان در مقاله خود، 'طراحی و شبیه سازی برای یک ساختمان آموزشی'، جنبه های حیاتی اجرای BIPV را بیان می کنند:

> بینش شبیه سازی

از طریق تکنیک‌های شبیه‌سازی پیشرفته، محققان پیکربندی‌های مختلف BIPV را برای ارزیابی عملکرد آن‌ها در شرایط مختلف مدل‌سازی می‌کنند. آنها با شبیه سازی تولید، مصرف و توزیع انرژی، بینش های ارزشمندی در مورد امکان سنجی و اثربخشی سیستم های BIPV در ساختمان های آموزشی به دست می آورند.