MODELOWANIE SYSTEMU BAPV BUDYNKU JEDNORODZINNEGO – STUDIUM PRZYPADKU
Ewelina Krawczak
e.krawczak@pollub.plPolitechnika Lubelska (Polska)
https://orcid.org/0000-0001-9951-3348
Abstrakt
Społeczeństwo na całym świcie musi zmierzyć się z problememami dotyczącymi wyczerpywania się zasobów paliw kopalnych, zbyt dużego wykorzystywania naturalnych zasobów oraz rosnącej emisji szkodliwych gazów cieplarnianych do atmosfery. Związane jest to bezpośrednio z rosnącym zapotrzebowaniem na energię elektryczną z uwagi na globalny rozwój w każdej dziedzinie. Rozwiązaniem tego problemu może być produkowanie „czystej” energii ze Słońca za pomocą modułów fotowoltaicznych. Jednakże, zastosowanie systemów fotowoltaicznych na obszarach miejskich bardzo często może być wręcz niemożliwa z powodu bardzo gęstej zabudowy miejskiej. Celem niniejszej pracy była analiza konfiguracji systemów fotowoltaicznych zlokalizowanych na dachu budynku wolnostojącego w Warszawie, Polska. Cztery konfiguracje systemu zostały poddane analizie przy uwzględnieniu dostępnej powierzchni dachu, kąta nachylenia modułów fotowoltaicznych oraz stref zacienienia. Konfiguracja systemu, jak również miesięczne uzyski energii elektrycznej zostały wykonane przy pomocy programu DDS-Cad. Ekologiczne aspekty zastosowania systemów fotowoltaicznych zostały również przeanalizowane w niniejszej pracy. Znacząca redukcja gazów cieplarnianych została zaobserwowana na podstawie przeprowadzonych obliczeń.
Słowa kluczowe:
ogniwa fotowoltaiczne, odnawialne źródła energii, konwersja energii, systemy fotowoltaiczne, BAPVBibliografia
Abdeen E., Orabi M., Hasaneen E.-S.: Optimum tilt angle for photovoltaic system in desert environment. Solar Energy 155/2017, 267–280.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2017.06.031
Google Scholar
Capellán-Pérez I., Mediavilla M., de Castro C., Carpintero Ó., Miguel L.J.: Fossil fuel depletion and socio-economic scenarios: An integrated approach. Energy 77/2014, 641–666, https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.09.063].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.09.063
Google Scholar
Dobrzycki A., Kurz D., Mikulski S., Wodnicki G.: Analysis of the Impact of Building Integrated Photovoltaics (BIPV) on Reducing the Demand for Electricity and Heat in Buildings Located in Poland. Energies 13/2020, 2549.
DOI: https://doi.org/10.3390/en13102549
Google Scholar
Garni H.Z.A., Awasthi A., Wright D.: Optimal orientation angles for maximizing energy yield for solar PV in Saudi Arabia. Renewable Energy 133/2019, 538–550, [https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.10.048].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.10.048
Google Scholar
Gomez-Gonzalez M., Hernandez J.C., Vera D., Jurado F.: Optimal sizing and power schedule in PV household-prosumers for improving PV self-consumption and providing frequency containment reserve. Energy 191/2020, 116554.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116554
Google Scholar
Jacobson M. Z. et al: 100% Clean and Renewable Wind, Water, and Sunlight All-Sector Energy Roadmaps for 139 Countries of the World. Joule 1/2017, 108–121, [https://doi.org/10.1016/j.joule.2017.07.005].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.joule.2017.07.005
Google Scholar
Jacobson M. Z., Jadhav V.: World estimates of PV optimal tilt angles and ratios of sunlight incident upon tilted and tracked PV panels relative to horizontal panels. Solar Energy 169/2018, 55–66.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.04.030
Google Scholar
Kaddoura T.O., Ramli M.A.M., Al-Turki Y.A.: On the estimation of the optimum tilt angle of PV panel in Saudi Arabia. Renewable and Sustainable Energy Reviews 65/2016, 626–634, https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.07.032].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.07.032
Google Scholar
Krawczak E.: Energy, economical and ecological analysis of a single-family house using photovoltaic installation.E3S Web Conf. 49/2018, 00060.
DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20184900060
Google Scholar
Louwen A., van Sark W.G.J.H.M., Faaij A.P.C., Schropp R.E.I.: Re-assessment of net energy production and greenhouse gas emissions avoidance after 40 years of photovoltaics development. Nature Communications 7/2016, 13728.
DOI: https://doi.org/10.1038/ncomms13728
Google Scholar
Louwen A., van Sark W.G.J.H.M., Schropp R.E.I., Turkenburg W.C., Faaij A.P.C.: Life-cycle greenhouse gas emissions and energy payback time of current and prospective silicon heterojunction solar cell designs. Progress in Photovoltaics: Research and Applications 23/2015, 1406–1428.
Google Scholar
Makhsoos A., Mousazadeh H., Mohtasebi S.S., Abdollahzadeh M., Jafarbiglu H., Omrani E., Salmani Y., Kiapey A.: Design, simulation and experimental evaluation of energy system for an unmanned surface vehicle. Energy 148/2018, 362–372, [https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.01.158].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.01.158
Google Scholar
PN-EN-12831 Heating systems in buildings. Method for calculation of the design heat load – in Polish language.
Google Scholar
Report, World Energy Outlook 2018, EXECUTIVE SUMMARY, 2018, [https://webstore.iea.org/download/summary/190?fileName=English-WEO-2018-ES.pdf] (accessed on Jun 20, 2020).
Google Scholar
Report: bp-stats-review-2020-full-report.pdf (accessed on Jun 20, 2020).
Google Scholar
Report: IEO’s Report “PV Market in Poland 2020” – in Polish language.
Google Scholar
Report: Wskaźniki emisyjności dla energii elektrycznej za rok 2018 opublikowane w grudniu 2019 r. – in Polish language
Google Scholar
Saretta E., Bonomo P., Frontini F.: A calculation method for the BIPV potential of Swiss façades at LOD2.5 in urban areas: A case from Ticino region. Solar Energy 195/2020, 150–165, [https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.11.062].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.11.062
Google Scholar
Türkay B.E., Telli A.Y.: Economic analysis of standalone and grid connected hybrid energy systems. Renewable Energy 36/2011, 1931–1943.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2010.12.007
Google Scholar
Vimpari J., Junnila S.: Evaluating decentralized energy investments: Spatial value of on-site PV electricity. Renewable and Sustainable Energy Reviews 70/2017, 1217–1222, [https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.023].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.023
Google Scholar
Wang J., Feng L., Tang X., Bentley Y., Höök M.: The implications of fossil fuel supply constraints on climate change projections: A supply-side analysis. Futures 86/2017, 58–72, [https://doi.org/10.1016/j.futures.2016.04.007].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.futures.2016.04.007
Google Scholar
Wang S.: Near-Zero Air Pollutant Emission Technologies and Applications for Clean Coal-Fired Power. Engineering 2020.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.eng.2019.10.018
Google Scholar
Wu X., Liu Y., Xu J., Lei W., Si X., Du W., Zhao C., Zhong Y., Peng L., Lin J.: Monitoring the performance of the building attached photovoltaic (BAPV) system in Shanghai. Energy and Buildings 88/2015, 174–182.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.11.073
Google Scholar
Yadav A.K., Chandel S.S.: Tilt angle optimization to maximize incident solar radiation: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 23/2013, 503–513, [https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.02.027].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.02.027
Google Scholar
Yakup M.A. bin H.M., Malik A.Q.: Optimum tilt angle and orientation for solar collector in Brunei Darussalam. Renewable Energy 24/2001, 223–234.
DOI: https://doi.org/10.1016/S0960-1481(00)00168-3
Google Scholar
Zdyb A., Gulkowski S.: Performance Assessment of Four Different Photovoltaic Technologies in Poland. Energies 13/2020, 196.
DOI: https://doi.org/10.3390/en13010196
Google Scholar
Zhang W., Zhang Y., Li Z., Zheng Z., Zhang R., Chen J.: A rapid evaluation method of existing building applied photovoltaic (BAPV) potential. Energy and Buildings 135/2017, 39–49, [https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.11.012].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.11.012
Google Scholar
Autorzy
Ewelina Krawczake.krawczak@pollub.pl
Politechnika Lubelska Polska
https://orcid.org/0000-0001-9951-3348
Statystyki
Abstract views: 386PDF downloads: 254
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Inne teksty tego samego autora
- Ewelina Krawczak, SUBSTANCJE SENSYBILIZUJĄCE I ICH WPŁYW NA SPRAWNOŚĆ BARWNIKOWYCH OGNIW SŁONECZNYCH (DSSC): PRZEGLĄD , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 9 Nr 3 (2019)