Gebäudeintegrierte Photovoltaikanlage mit seitlicher PCM-Integration

Forscher der chinesischen Jinan University, der Anhui University of Technology und der Wuhan University haben einen neuen Typ eines gebäudeintegrierten Photovoltaiksystems (BIPV) entwickelt – eine Doppel-PCM-BIPV-Verbundhülle (BIPV). dPCM). Das System besteht aus mehreren Schichten, wobei auf jeder Seite der Wand 30 mm dicke Phasenwechselmaterialien (PCM) verwendet werden, um die Betriebstemperatur der Photovoltaikanlage zu senken.

Quelle: pv magazine

Durch numerische Modelle haben Forscher in Experimenten herausgefunden, dass es im Vergleich zu anderen Systemen eine hervorragende thermoelektrische Kopplungsleistung erzielt.

Tagsüber wandelt das Photovoltaikmodul Sonnenstrahlung in elektrische Energie um und erzeugt so überschüssige Wärme, die in den Innenbereich geleitet wird. Das an der Rückseite des Photovoltaikmoduls angebrachte PCM absorbiert die Wärme und lässt es schmelzen, wodurch die Photovoltaiktemperatur gesenkt und die Effizienz der Stromerzeugung verbessert wird.

Nachts beginnt sich das PCM in der Nähe des Innenbereichs zu verfestigen und Wärme abzugeben, wodurch die Schwankungen der Innentemperatur gering bleiben und die Spitzenlastdifferenz verringert wird. Gleichzeitig trägt die Integration von PCM und BIPV dazu bei, die Nutzung der Solarenergie zu verbessern, die Wärmebelastung in Innenräumen zu reduzieren und die Entwicklung kohlenstoffarmer Gebäude zu fördern.

Quelle: pv magazine

Um die Fähigkeit der vorgeschlagenen neuen BIPV-dPCM-Hülle zu überprüfen, sowohl die Stromerzeugung als auch die Wärmedämmleistung zu berücksichtigen, simulierten die Forscher das System in einem 5 m großen, nach Süden ausgerichteten Raum im mittleren Stockwerk eines Wohngebäudes in Guangzhou. Durch den Vergleich mit den anderen drei typischen Gehäusen kann das neue System die Gesamtenergieeffizienz effektiver verbessern, Energieschäden an jeder Komponente reduzieren und die Temperaturkontrolle verbessern. Allerdings macht der interne effektive Energieverlust von Photovoltaikmodulen mehr als 80 % aus, sodass der Einsatz von Kühltechnologien wie Belüftung erforderlich ist.