จิตใจที่กระจ่างแจ้ง เสริมศักยภาพอาคาร: สำรวจระบบ BIPV เพื่อการศึกษาที่ยั่งยืนในซาอุดิอาระเบีย

ในการแสวงหาโซลูชันด้านพลังงานที่ยั่งยืน การบูรณาการเทคโนโลยีหมุนเวียนเข้ากับโครงสร้างพื้นฐานในชีวิตประจำวันกลายเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ การสร้างระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบบูรณาการ (BIPV) มีความโดดเด่นในฐานะโซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรม โดยผสมผสานการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับการออกแบบทางสถาปัตยกรรมได้อย่างลงตัว ด้วยความพยายามอันก้าวล้ำหน้า นักวิจัยได้เจาะลึกขอบเขตของ BIPV โดยมุ่งเน้นไปที่การประยุกต์ใช้ในอาคารเรียน โดยเน้นไปที่บริบทที่เป็นเอกลักษณ์ของซาอุดีอาระเบียเป็นพิเศษ

ในรายงานเรื่อง 'การสร้างไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบบูร ณาการ BIPV ระบบ : การออกแบบและการจำลองสำหรับอาคารทางการศึกษา' โดย Salem, Nema ระบบสุริยะ BIPV ที่เชื่อมต่อกับกริด ได้รับการเสนอเพื่อตอบสนองความต้องการไฟฟ้าบางส่วนของอาคารรับเข้าและลงทะเบียน (AR) ที่มหาวิทยาลัย Effat ในเมืองเจดดาห์ การออกแบบโดยละเอียด การจำลอง การวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจ และการลด CO2 ดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์ PVsyst ผลลัพธ์ระบุว่าในแง่ของการผลิตไฟฟ้า การออกแบบที่ได้รับการปรับปรุงสามารถตอบสนองความต้องการของอาคาร AR ได้ประมาณ 65% ในขณะที่การสร้าง PV เพิ่มเติมแบบดั้งเดิมสามารถตอบสนองความต้องการของอาคาร AR ได้เพียง 51% เท่านั้น

> ทำความเข้าใจกับ BIPV

BIPV แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ในการสร้างพลังงาน โดยเปลี่ยนอาคารจากโครงสร้างเชิงรับเป็นผู้มีส่วนร่วมที่กระตือรือร้นไปสู่การผลิตพลังงาน ด้วยการรวมวัสดุไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เข้ากับองค์ประกอบของอาคารโดยตรง เช่น หลังคา ด้านหน้า และหน้าต่าง ระบบ BIPV จึงควบคุมแสงแดดเพื่อผลิตไฟฟ้าในขณะที่เติมเต็มฟังก์ชันทางสถาปัตยกรรมแบบดั้งเดิม

หมายถึงแง่มุมทางเทคโนโลยีที่รวมถึงการหุ้ม ระดับการป้องกันความร้อนของอาคาร และอัตราความโปร่งใสสำหรับการส่องผ่านในเวลากลางวัน BIPV มีสามประเภทที่แตกต่างกัน: เคลือบกึ่งโปร่งใสพร้อมคุณสมบัติทางความร้อน, เคลือบทึบแสงโดยไม่มีการป้องกันความร้อน และทึบแสงไม่เคลือบโดยไม่มีการป้องกันความร้อน

(รูปที่ ประเภทของเทคโนโลยี BIPV จากซ้ายไปขวา; เคลือบกึ่งโปร่งใสพร้อมคุณสมบัติทางความร้อน, เคลือบทึบแสงโดยไม่มีการป้องกันความร้อน และทึบแสงไม่มีเคลือบโดยไม่มีการป้องกันความร้อน)

การหุ้มเป็นชั้นนอกของผิวหนังอาคารและเป็นเกราะป้องกันสภาพแวดล้อม สำหรับระบบเทคโนโลยี BIPV มีต้นแบบอยู่หกแบบ โดยอ้างอิงจากรูปที่ 3 หลังคา ด้านหน้าอาคาร การแรเงา หน้าต่าง กึ่งโปร่งใส และแบบเคลือบ

(รูปที่ การหุ้มต้นแบบของเทคโนโลยี BIPV)

> การออกแบบเพื่อความยั่งยืน

ด้วยความเข้าใจในเทคโนโลยีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบบูรณาการในอาคาร (BIPV) และเทคโนโลยี BIPV จึงได้นำความคิดสร้างสรรค์และการวางแผนที่พิถีพิถันมาประยุกต์ใช้กับการออกแบบและการจำลองระบบ BIPV ของอาคารการศึกษา (AR) นักวิจัยในซาอุดีอาระเบียกำลังเริ่มสำรวจศักยภาพของ BIPV ในด้านสถาปัตยกรรมอาคารเพื่อการศึกษา โดยพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การวางแนวอาคาร การเปิดรับแสงแดด ความต้องการพลังงาน และการบูรณาการด้านสุนทรียศาสตร์

(รูปที่อาคารเรียนประกอบด้วยสี่ชั้นมีผนังม่านกระจกขนาดใหญ่)

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

ในรายงาน 'การออกแบบและการจำลองสำหรับอาคารทางการศึกษา' นักวิจัยได้สรุปประเด็นสำคัญของการนำ BIPV ไปใช้:

> ข้อมูลเชิงลึกของการจำลอง

ด้วยเทคนิคการจำลองขั้นสูง นักวิจัยจำลองการกำหนดค่า BIPV ต่างๆ เพื่อประเมินประสิทธิภาพภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน ด้วยการจำลองการผลิต การใช้ และการกระจายพลังงาน พวกเขาได้รับข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับความเป็นไปได้และประสิทธิผลของระบบ BIPV ในอาคารการศึกษา