EHITISINTEGREERITUD PÄIKESEENERGEETIKA Andri Jagomägi, PhD Roofit.solar Tallinna Tehnikaülikool
Andri Jagomägi, PhD andri.jagomagi@roofit.solar Tallinna Tehnikaülikool
TEEMAD Mis on ehitisintegreeritud päikeseenergeetika? Integreerimise plussid ja miinused Temperatuurikaod Päikesepaneelide esteetika Elektri ja soojuse koostootmine Päikeseelektri fassaadid 25.10.2017 3
MAAPINNAL ASUV PÄIKESEELEKTRI JAAM 4
LAMEKATUS 25.10.2017 5
VIILKATUS 6
EHITISELE LISATUD PÄIESEPANEELID BUILDING ADDED PHOTOVOLTAICS (BAPV) EHITISINTEGREERITUD PÄIKESEPANEELID BUILDING INTEGRATED PHOTOVOLTAICS (BIPV) 25.10.2017 7
EHITISINTEGREERITUD PÄIKESEPANEELID PV Photovoltaics BIPV Building Integrated Photovoltaics PVT Photovoltaic Thermal 25.10.2017 8
EHITISINTEGREERITUD PÄIKESEPANEELID 25.10.2017 9
EHITISINTEGREERITUD PÄIKESEPANEELID 25.10.2017 10
EHITISINTEGREERITUD PÄIKESEPANEELID 25.10.2017 11
EHITISINTEGREERITUD PÄIKESEPANEELID 25.10.2017 12
25.10.2017 13
25.10.2017 BUILDING INTEGRATED PHOTOVOLTAICS 14
TAVALINE PÄIKESEPANEEL 25.10.2017 15
25.10.2017 16
EHITISELE LISATUD PÄIESEPANEELID BUILDING ADDED PHOTOVOLTAICS (BAPV) EHITISINTEGREERITUD PÄIKESEPANEELID BUILDING INTEGRATED PHOTOVOLTAICS (BIPV) + saab lihtsalt paigaldada olemasolevatele hoonetele + saab kasutada tavalisi päikesepaneele - muudab hoone välimust - ainult elektritootmise funktsioon - suurem materjali ja tööjõu kulu - päikeseelektri süsteemi peab planeerima projekteerimise ajal - vaja on spetsiaalseid paneele + ei muuda hoone välimust + päikeseelektri süsteem täidab ka muid funktsioone peale elektri tootmise + hoiab kokku materjalidelt ja tööjõukuludelt 25.10.2017 17
EHITISINTEGREERITUD PÄIKESEPANEELIDE FUNKTSIOONID Asendavad tavapäraseid ehitusmaterjale Täidavad hoone juures lisaks elektri tootmisele muid ülesandeid: vihmavee kaitse valgustingimuste reguleerimine hoone soojusbalansi reguleerimine elektri ja soojuse koostootmine... Muudavad hoone ehituse maksumust Muudavad hoone ülalpidamise maksumust 25.10.2017 18
Pmax (W) Pmax PÄIKESEPANEELI VÕIMSUS SÕLTUB PEAMISELT VALGUSKIIRGUSE INTENSIIVSUSEST NING PANEELI TEMPERATUURIST 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 500 1000 G (W/m2) 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 0 20 40 Tmod (C) 25.10.2017 19
PV PANEELI TEMPERATUUR Konvektsioon PV paneel IR kiirgus Peegeldused10% Konvektsioon Päiksekiirgus 100% IR kiirgus Elekter15% Ehitisintegreeritud PV paneelidel puudub tagumise pinna tuule konvektsioon Ehitisintegreeritud paneeli temperatuur on tavaliselt kõrgem ning tootlikkus madalam 25.10.2017 20
EHITISINTEGREERITUD PANEELI KATSESTEND M36 (BIPV) Ehitisintegreeritud M35 (PV) Tavaline 25.10.2017 21
EHITISINTEGREERITUD PANEELI KATSESTEND. BIPV JA TAVALISE PANEELI VÕRDLUS. BIPV PANEELI TAGAKÜLG ON JAHUTUSETA 60 50 40 30 20 10 0 Paneeli temperatuur 21.03.2015 350 300 250 200 150 100 50 Paneeli võimsus 21.03.2015 BIPV päevane energia -8.2% -10 4:48:00 9:36:00 14:24:00 T - Tavaline (PV) T - Ehitisintegreeritud (BIPV) 0 4:48:00 9:36:00 14:24:00 P - Tavaline (PV) P - Ehitisintegreeritud (BIPV) Vahelduvpilvisus, tuul paneeli tagant, keskmine tuule kiirus 5.1 m/s, õhutempereratuur -2..1 C 25.10.2017 22
BIPV JA PV SÜSTEEMIDE TOOTLUSE VÕRDLUS STANDARDAASTA BAASIL Tavalise tagant suletud ehitisintegreeritud PV süsteemi tootluse erinevus % 0-0.5-1 -1.5-2 -2.5-3 -3.5-4 -4.5-5 Jan Veeb Mär Apr Mai Juuni Juuli Aug Sep Okt Nov Dets Aasta 25.10.2017 23
TEMPERATURE LOSSES OF PV Convection PV module IR Reflectance 10% Convection Solar irradiance 100% IR Current15% 25.10.2017 24
ARHITEKTUUR JA PÄIKESEPANEELID 25.10.2017 25
ARHITEKTUUR JA PÄIKESEPANEELID 25.10.2017 26
ARHITEKTUUR JA PÄIKESEPANEELID 25.10.2017 27
VÄRVILISED PÄIKESEPANEELID BISOL 25.10.2017 28
VÄRVILISED PÄIKESEPANEELID 25.10.2017 29
VÄRVILISED PÄIKESEPANEELID 25.10.2017 30
VÄRVILISED PÄIKESEPANEELID 25.10.2017 31
ELECTRICITY AND HEAT COPRODUCTION 25.10.2017 32
ELEKTRI JA SOOJUSE KOOSTOOTMINE 25 C Külm õhk 21 C 25.10.2017 33
Temperatuur ( C) ELECTRICITY AND HEAT COPRODUCTION. DIRECT HEATING 40 35 30 25 20 15 12.märts 2015 10 5 0 2:24:00 4:48:00 7:12:00 9:36:00 12:00:00 14:24:00 16:48:00 19:12:00-5 Välisõhk Õhk PVT süsteemist 25.10.2017 34
ELEKTRI JA SOOJUSE KOOSTOOTMINE Külm õhk Eelsoojenda tud õhk COP Küte, soe vesi 0-40 -20 0 20 40 Välisõhu temperatuur( C) 7 6 5 4 3 2 1 soojuspump 25.10.2017 35
ELEKTRI JA SOOJUSE KOOSTOOTMINE. PÕLLUMAJANDUSSAADUSTE KUIVATAMINE Õhu eelsoojendamine Lisasoojendus Kuivatamine 25.10.2017 36
AUTONOOMSE KUIVATI PROTOTÜÜP 25.10.2017 37
POOLLÄBIPAISTVAD FASSAADID Toodavad elektrit Reguleerivad sisekliimat Vähendavad valgusräigust Vähendavad müra Läbipaistvus 0-100% 25.10.2017 38
POOLLÄBIPAISTVAD FASSAADID 25.10.2017 39
SEMITRANSPARENT FACADE Andreas Wimmer thesis 2015 25.10.2017 40
POOLLÄBIPAISTVAD FASSAADID Andreas Wimmer graduation thesis 2015 25.10.2017 41
POOLLÄBIPAISTVAD FASSAADID Üle 27 C: Baasversioonil 580 kraadtundi Elektrit tootval fassaadiga 7 kraadtundi 25.10.2017 42
Temperatuur ( C) POOLLÄBIPAISTVAD FASSAADID 50 40 Talveaia temperatuur Talveaed Välisõhk 30 20 10 0 jaan 01 apr 11 juuli 20 okt 28-10 -20 Andreas Wimmer thesis 2015 25.10.2017 43
KONTAKT andri.jagomagi@roofit.solar 25.10.2017 44