Енергоефективні гібридні сонячні колектори інтегровані у світлопрозорі конструкції будівель
DOI:
https://doi.org/10.25140/2411-5363-2024-3(37)-217-227Ключові слова:
сонячна енергія; геліоколектор; гібридний сонячний колектор; фотоелектричнй сонячний колектор; теплова продуктивність; геліосистемаАнотація
Одним із ключових завдань в сучасній енергетиці є забезпечення теплом енергоефективних будівель за допомогою відновлюваних джерел енергії, зокрема сонячної енергії. Через обмежений простір для розміщення геліоколекторів на будівлях, перспективною є інтеграція сонячних систем теплопостачання в конструкції зовнішніх огороджень будівель. У цій статті розглянуто наукові аспекти застосування основних типів сонячних колекторів, а також їх класифікацію. Авторами запропонована конструкція гібридного теплового та фотоелектричного сонячного колектора й подана методика розрахунку теплових характеристик системи теплопостачання з використанням такого геліоколектора. У статті наведено аналіз розрахунку теплових процесів у гібридних сонячних колекторах, які інтегровані у світлопрозорі фасади будівель і споруд. Тут особлива увага зосереджена на визначенні коефіцієнта корисної дії такого пристрою. Дані, представлені у статті, показують, що математична модель процесів теплообміну в гібридному геліоколекторі потребує додаткових експериментальних досліджень.
Посилання
Davydenko, Ye.P. (2016). Pasyvne vykorystannia soniachnoi enerhii v arkhitekturnykh formakh [Passive use of solar energy in architectural forms]. Enerhoefektyvnist v budivnytstvi ta arkhitekturi – Energy Efficiency in Construction and Architecture, (8), 107-112.
Venhryn, I.I. (2022). Enerhoefektyvni heliosystemy intehrovani v svitloprozori konstruktsii budivel [Energy-efficient solar systems integrated into transparent building structures]. Candidate’s the-sis. Natsionalnyi Universytet «Lvivska politekhnika».
Shapoval, S.P. (2017). Vykorystannia soniachnoi teplovoi enerhii za rakhunok kombinovanoho heliovikna [Use of solar thermal energy through combined solar windows]. Enerhoefektyvnist v budivnytstvi ta arkhitekturi – Energy Efficiency in Construction and Architecture, 9, 250-253.
Weinstein, L. A., et al. (2018). A Hybrid Electric and Thermal Solar Receiver. Joule, 2(5), 962-975. https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.02.009.
Jun, Y.-J., Park, K.-S., & Song, Y.-H. (2021). A study on the structure of Solar/Photovoltaic Hybrid system for the purpose of preventing overheat and improving the system performance. Solar Energy, 230, 470-484. https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.10.019. 6. Shapoval, S.P., Hulai, B.I., Kasynets, M.Ye., Pryshliak, Yu.V. (2023). Systema teplozabezpechennia budivel na osnovi hibrydnykh soniachnykh kolektoriv [Building heat supply system based on hybrid solar collectors]. Ekolohiia. Resursy. Enerhiia: bahatofunktsionalni eko – ta enerhoefektyvni, resursozberihaiuchi tekhnolohii v arkhitekturi, budivnytstvi ta sumizhnykh haluziakh – Ecology. Resources. Energy: Multifunctional eco- and energy-efficient, resource-saving technologies in architecture, construction, and related industries: working program and abstracts of the VI International Scientific and Practical Conference (рр. 69–70). Kyivskyi natsionalnyi universytet budivnytstva i arkhitektury. https://is.lpnu.ua/sciencelp/research/nonparticlesedit.aspx?id=129091. 7. Shapoval, S., Kasynets, M., Gulai, B., Prishlyak, Y.(2023). Building heat supply system based on hybrid solar collectors. Theory and Building Practice, 5(2), 55–60. https://doi.org/10.23939/ jtbp2023.02.055.
Zhelykh, V.M. (2012). Vyznachennia teplovykh kharakterystyk termosyfonnoho soniachnoho kolektora [Determination of thermal characteristics of a thermosyphon solar collector]. Visnyk Natsionalnoho universytetu "Lvivska politekhnika". Teoriia i praktyka budivnytstva – Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic" Theory and Building Practice, 742, 75–78.
Kozak, D.V. (2018). Teplotekhnichni kharakterystyky kombinovanoho soniachnoho kolektora na osnovi aliuminiievykh kanavchatykh teplovykh trub [Thermal characteristics of a combined solar collector based on aluminum grooved heat pipes]. Candidate’s thesis. Natsionalnyi Tekhnichnyi Uni-versytet Ukrainy «Kyivskyi politekhnichnyi instytut imeni Ihoria Sikorskoho».
Venhryn, I. (2019). Doslidzhennia soniachnykh kolektoriv, intehrovanykh v konstruktsiiu skli-anoho fasadu budivli/sporudy: neobkhidnist ta osoblyvosti [Study of solar collectors integrated into the glass facade structure of a building: necessity and features]. Theory and Building Practice, 1(1), 38-46. doi: 10.23939/jtbp2019.01.038.
Pryimak, O. V., Pasichnyk, P. O. (2016). Doslidzhennia teploviddachi absorbera soniachnoho povitropidihrivacha vyhotovlenoho z hofrovanoho vuhlehrafitovoho trykotazhnoho polotna [Study of heat transfer of a solar air heater absorber made of corrugated carbon-graphite knitted fabric]. Visnyk Kyivskoho Natsionalnoho Universytetu tekhnolohii ta dyzainu. Seriia: Tekhnichni nauky, 1, 85-91. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vknutd_2016_1_12.
Redko, A.O., Bezrodnyi, M.N., Zahoruchenko, M.V., Redko, O.F., Ratushniak, H.S., Khmelniuk, M.I. (2016). Nyzkopotentsialna enerhetyka [Low-potential energy]. TOV «Drukarnia Madryd».
Abdullah, A.L., Misha, S., Tamaldin, N., Rosli, M.A.M., Sachit, F.L.A. (2019). Technology Progress on Photovoltaic Thermal (PVT) Systems with Flat-Plate Water Collector Designs: A Review. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, 59(1), 107-141. https://core.ac.uk/download/pdf/287241394.pdf.
Agrawal, Sh., Jain, A. (2018). Sustainable deployment of solar irrigation pumps: Key determi-nants and strategies. WIREs Energy Environ, 8(2), 325. https://www.ceew.in/sites/default/files/Agrawal-Jain-2018-Sustainable-solar-irrigation.pdf.
Voznyak, O., Spodyniuk, N., Antypov, I., Dudkiewicz, E., Kasynets, M., Savchenko, O., & Tarasenko, S. (2023). Efficiency Improvement of Eco-Friendly Solar Heat Supply System as a Building Coating. Sustainability, 15(3), Article No. 2831. DOI:10.3390/su15032831.
Basok, B.I., Veremiichuk, Yu.A. (2018). Otsinka resursnoho potentsialu soniachnoi elektroen-erhetyky u Odeskii oblasti [Assessment of solar energy resource potential in the Odesa region]. Vydavnychyi dim «Kalyta».
Basok, B.I., Novoseltsev, O.V., Dubovskyi, S.V., Bazieiev, Ye.T. (2018). Modernizatsiia sys-temy teplopostachannia naselenykh punktiv Ukrainy [Modernization of heat supply systems in Ukrain-ian settlements]. Teplofizyka, Enerhoefektyvnist, Enerhoekonomika, Ekolohiia – Thermophysics, Energy Efficiency, Energy Economics, Ecology. Vydavnychyi dim «Kalyta».
Khelifa, A., Touafek, K., Moussa, B., Tabet, H., Cheikh, B., Hocine, E., Haloui, H. (2015). Analysis of a hybrid solar collector photovoltaic thermal (PVT). Energy proceding, 74, 835-843. doi:10.1016/j.egypro.2015.07.819.
Ramos, A., Guarracino, I., Mellor, A., Alonso-Elvarez, D., Childs, P., Ekins-Daukes, N. J., Markides, C. N. (2017). Solar-thermal and hybrid photovoltaic-thermal systems for renewable heating. Briefing paper, 22. doi:10.13140/RG.2.2.10473.
Ramos, F., Cardoso, A., Alcaso, A. (2010). Hybrid Photovoltaic-Thermal Collectors. IFIP Advances in Information and Communication Technology, 314, 477-484. doi:10.1007/978-3-642-11628-5_53.
Calise, F., Figaj, R. D., Vanoli, L. (2017). Experimental and numerical analyses of a flat plate photovoltaic/thermal solar collector. Energies, 10(4), 1-21. doi:10.3390/en10040491.
Kuvshynov, V. V. (2013). Metody rozrakhunku i pidvyshchennia efektyvnosti vykorystannia teplofotoelektrychnykh ustanovok [Methods for calculating and improving the efficiency of photovol-taic thermal installations]. Zbirnyk naukovykh prats Sevastopolskoho natsionalnoho universytetu yader-noi enerhii ta promyslovosti – Collection of scientific works of the Sevastopol National University of Nuclear Energy and Industry, 3, 166-171. http://nbuv.gov.ua/UJRN/znpsnu_2013_3_25.
Vasylykha, Kh. V. (2017). Vdoskonalennia normatyvno-tekhnichnoi bazy vyprobuvan soni-achnykh peretvoriuvachiv [Improvement of the regulatory and technical base for testing solar convert-ers]. [PhD dissertation; Natsionalnyi Universytet «Lvivska politekhnika»].
Kozak, D.V. (2018). Teplotekhnichni kharakterystyky kombinovanoho soniachnoho kolektora na osnovi aliuminiievykh kanavchatykh teplovykh trub [Thermal characteristics of a combined solar collector based on aluminum grooved heat pipes]. Candidate’s thesis. Natsionalnyi Tekhnichnyi Uni-versytet Ukrainy «Kyivskyi politekhnichnyi instytut imeni Ihoria Sikorskoho».
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
