国际能源署-PVPS为BIPV发布跨部门评估工具

发布时间:

2024-01-18 10:02

建筑一体化光伏(BIPV)市场正在发展,需要开发一种全面的跨学科评估方法。国际能源机构-PVPS任务15开发了一个横断面评估工具,该工具是为建筑师、开发商和参与BIPV项目的其他利益相关者设计的。通过一步一步的过程,这种方法解决了经济,能源相关,环境和视觉性能,为比较和优化BIPV装置提供了一个强大的工具。

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BIPV的功能融合

建筑一体化光伏(BIPV)为建筑行业的未来提供了巨大的潜力,因为它代表了发电和建筑功能的关键交汇点。然而,要详细确定BIPV装置的潜力,显然需要一个评估工具。认识到BIPV装置的多功能性——作为发电机、建筑构件和视觉美学的贡献者—国际能源署—PVPS任务15采用了多维度的方法进行综合评估。

绩效指标的定义和评级

为了评估BIPV系统的质量和效率,在四个类别中建立了一套性能指标(PIs ):经济、能源相关、环境和光学/视觉外观。PIs的范围从BIPV建筑构件成本到可识别性和眩光风险(见图1)。

图1:4个类别的绩效指标 国际能源署-PVPS

随后,为每个业绩指标建立了一个从1到5的数字评级系统。该过程包括基于实际安装定义可能的范围,为每个PI设置一个比例,计算每个类别的平均PI,并以新开发的图表格式可视化结果(参见图2中的示例)。这一步骤确保对不同的BIPV装置进行可量化的比较分析。

图2:4个类别(任意示例)的绩效评估结果的可视化,给出了所有评级pi的值 

多维评估工具

该方法的核心在于多维评估工具。该工具需要安装地点的具体数据(地理、气候、方向、倾斜度、阴影)、光伏组件(数据表)、BIPV安装(应用和系统类别、子系统、建筑类型、BIPV建筑表皮的总安装面积和总额定功率、照片)和额定性能指标。通过综合一般信息和性能指标,利益相关者可以从能源、经济、环境和视觉外观方面评估BIPV装置的多功能性能。

BIPV装置的协调词汇

为了确保采用标准化的方法,国际能源署PVPS任务15专家开发了BIPV装置类型的统一词汇。这种优化的分级方法作为BIPV建筑围护结构技术分类的参考,有助于全面分解为各个部分(见图3)。

图3: BIPV系统分类依据:国际能源署报告-PVPS T15-12:2021;BIPV申请的分类,Pierluigi Bonomo等人。“应用类别”A至E用于BIPV标准、EN 50583-1和IEC 63092-1

BIPV案例的多功能评估

为了验证该工具,代表各种建筑类型的真实BIPV装置被确定。其中包括一个伪装成BIPV风格的多户公寓楼,一座带有BIPV元素的办公楼,BIPV屋顶的排屋,以及一个带有BIPV护墙和窗户栏杆的多户公寓楼。专家对代表性建筑类型进行了初步分析,以测试和验证该方法。评估涵盖了BIPV的外墙、屋顶和外部设备。结果展示了该工具的功效,提供了一个全面了解BIPV装置,包括视觉性能。

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挑战和困难

走向全面的BIPV评价方法的过程并非没有挑战。遇到了诸如数据可用性、美学评估的主观性质以及灯塔项目的评估等问题。尽管存在这些挑战,该方法还是经历了几次改进迭代,为现实世界的应用提供了有价值的见解。

结论和经验教训

国际能源机构-PVPS任务15的BIPV系统多维评估方法是向前迈出的重要一步。通过持续的学习周期和真实世界的测试,数据可用性、可视化评估和项目评估带来的挑战已经得到解决。该方法通过真实的BIPV装置展示,为建筑师、开发商和参与BIPV项目设计过程的利益相关者提供了宝贵的资源。随着BIPV景观的不断发展,这种创新的评估方法为光伏发电更有效、更可持续地融入建筑结构铺平了道路。

任务15的第三阶段将活动延长四年,预计将于2024年初开始。参与任务15可以是在没有标准化委员会正式成员的情况下影响BIPV标准化的一种方式。如果您是任务15第3阶段的潜在参与者,请联系第2阶段任务联席经理弗朗切斯科·弗伦蒂尼(关于“BIPV在去碳化和循环经济中的挑战和机遇”、“数字环境中的BIPV”、“BIPV产品、项目和演示:创新和长期行为”以及“BIPV培训、传播和利益相关者的合作”)和海伦·罗斯·威尔逊(关于“BIPV特征和表现:前规范国际研究”的贡献)

本文是国际能源署PVPS项目每月专栏的一部分。本文由国际能源机构PVPS任务15——BIPV发展的扶持框架提供。

作者:贝蒂娜·绍尔