CC BY
68<<ш11шетим~^©и©ма1>#щ&з)),2©2© / technical science
Панченко Владимир Анатольевич
канд. техн. наук. доц. Российского университета транспорта
МИИТ, Россия, г. Москва, ст. науч. сотр. Федерального научного агроинженерного центра
ВИМ, Россия, г. Москва Илларионова Лилия Алексеевна ст. преп. Российского университета транспорта МИИТ, Россия, г. Москва Р01: 10.24411/2520-6990-2020-11725 МОДУЛЬНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ ФАСАД ЗДАНИЯ
Panchenko Vladimir Anatolyevich
Cand. tech. sci., Assoc. Russian University of transport
MIIT, Russia, Moscow, art. sci. Federal agricultural research centre VIM, Russia, Moscow Illarionova Lilia Alekseevna V. Rev. Russian University of transport MIIT, Russia, Moscow
MODULAR SOLAR BUILDING FAÇADE
Аннотация
В статье рассмотрены различные варианты использования преобразователей солнечной энергии в конструкции зданий. Представлены как солнечные модули, установленные на земле и крыше, а также на фасаде здания - динамический фасад здания. Использование подобных систем решает вопросы энергоснабжения зданий и сооружений, а также микроклимата внутри помещений.
Abstract
The article considers various options for using solar energy converters in the construction of buildings. They are represented as solar modules installed on the ground and roof, as well as on the facade of the building - the dynamic facade of the building. The use of such systems solves the issues of energy supply of buildings and structures, as well as the microclimate inside the premises.
Ключевые слова: солнечная энергетика, энергоэффективное строительство, активный фасад, электроэнергия.
Keywords: solar energy, energy-efficient construction, active facade, electricity.
Энергопотребление зданий и сооружений составляет примерно 40% мирового потребления энергии за год, причём растёт постоянно. Современные тенденции таковы, что всё больше и больше внимание во всём мире уделяется энергоэффективности [1] и использованию преобразователей возобновляемой энергии [2], в том числе и в строительстве.
К подобного рода преобразователям относятся солнечные фотоэлектрические и тепловые системы
для нагрева воды и воздуха; различные тепловые насосы; ветряные турбины и т. п.
Более подробному рассмотрению подлежат солнечные фотоэлектрические системы, которые преобразуют солнечное излучение в постоянный ток. Такие системы состоят из однотипных модулей, собранных в батарею, которая чаще всего устанавливается вблизи здания или на его крыше (рисунок 1).
Рисунок 1. Солнечная электростанция, установленная на поверхности земли (слева)
TECHNICAL SCIENCE / <<Ш^ШМиМ~^©иГМа1>#Щ61)),2©2(1
и на крыше строения (справа)
Фотоэлектрические станции, установленные на крыше, позволяют вырабатывать электроэнергию в автономном и параллельном с сетью режиме, однако с точки зрения эстетики архитектурная концепция может страдать. Поэтому интересным решением интеграции солнечных модулей непосредственно в кровельный материал здания являются
фотоэлектрические и теплофотоэлектрические кровельные панели, которые разрабатываются в Федеральном научном агроинженерном центре ВИМ (рисунок 2) [3 - 5]. Кровельные панели наряду с электроэнергией позволяют вырабатывать и тепловую энергию для нагрева теплоносителя.
Рисунок 2. Планарные кровельные панели фотоэлектрической (слева) и теплофотоэлектрической конструкции (справа)
Существуют также и другие способы использования фотоэлектрических систем в конструкции задний, например, солнечный фасада здания, а именно: модульный, высокоинтегрированный "Динамический фасад здания" [2] (рисунок 3). Кон-
струкция модулей обеспечивает барьер между солнечным излучением и пространством внутри здания. Этот защитный барьер может изменять геометрию в зависимости от пожеланий потребителя (рисунок 3).
Рисунок 3. Солнечные модули активного фасада здания
Каждый модуль может работать автономно, а может быть объединен в группы. Такие группы модулей могут быть встроены в существующие оконные конструкции зданий и сооружений. Модули солнечного фасада оборудованы высокоэффективными и легкими тонкоплёночными фотоэлектрическими модулями. Конструкция этого модуля имеет основные элементы: тыльную панель, состоящую из алюминиевого листа, тонкопленочный фотоэлектрический модуль, пневматический привод, консоль и поддерживающую раму с кабелями. Общий вес такого модуля составляет 0,8 кг. Целью системы является создание комфортной тепловой и визуальной среды, а также экономия электроэнергии. Консоли модулей подвижны и позволяют им поворачиваться, следя постоянно за Солнцем и, та-
ким образом, увеличивая выработку электроэнергии по сравнению со стационарным расположением на 30 - 40% [6].
На сегодняшний день солнечные фасады и солнечные кровельные панели являются перспективным решением проблем энергоэффективности и автономного энергоснабжения зданий и в то же время не ухудшают эстетическое восприятие архитектурных решений, которые могут иметь также и авторский, индивидуальный подход.
Список литературы:
1. Боронбаев Э.К. Энергосберегающая архитектура зданий: теоретические основы и особенности практики // Вестник КГУСТА, 2013, .№4, С. 122.
<<ш1кшетим~^©и©ма1>#щб3)),2©2© / technical science
2. Zoltan N., Bratislav S., Prageeth J., Moritz B. The Adaptive Solar Facade: From concept to prototypes // Frontiers of Architectural Research, 5, 2016, p. 143-148.
3. Панченко В.А. Разработка, изготовление и испытание кровельной солнечной панели различных типов // Инновации в сельском хозяйстве, № 4(25), 2017, с. 127-135.
4. Панченко В.А. Моделирование теплофото-электрической кровельной панели для энергоснабжения объектов // Строительство и техногенная безопасность, №13(65), 2018, с. 143 - 158.
5. Стребков Д.С., Кирсанов А.И., Панченко В.А., Филиппченкова Н.С. Солнечные кровельные панели для программы "Миллион солнечных крыш в России" // Сантехника, отопление, кондиционирование, №7(187), 2017, с. 64-67.
6. Соловьев А.К. Экономия энергии при эксплуатации зданий и пассивные системы использования солнечной энергии // Строительство и техногенная безопасность, №10(62), 2016, с. 183.
