In this study, we analyze the performance characteristics of Building Integrated Photovoltaic (BIPV) system of K Research Building which was designed with the aim of zero carbon building. In addition, BIPV system, which is consist of three modules; G to G(Glass to Glass), G to T(Glass to Tedlar/Crystal) and Amorphous, has 116.2kWp of total capacity, and is applied to wall, window, atrium and pagora on roof. Therefore, in this paper, our research team analyzed BIPV yield and generation characteristic. BIPV yield was 112,589kWh a year from January 2012 to December 2012. And after applying PV panels on the building, the power from the best setting angle, $30^{\circ}$, of panel was compared. In addition, when the PV was attached practically on the building, the generation power was analyzed. BIPV modules in this study the relationship between module setting angle, type of modules ect. and power characteristics plans to identify.
Multi-crystalline silicon solar cells is not exist a specific crystal direction different from single crystalline silicon solar cells. In functional materials, therefore, isotropic wet etching of mc-Si solar cell is easy the acid solution rather than the alkaline solution. The reflectance of wet texturing process is about 25% and the reflectance of RIE texturing process is achieved less than 10%. In addition, wet texturing has many disadvantages as well as reflectance. So wet texturing process has been replaced by a RIE texturing process. In order to apply BIPV, RIE and wet textured multi-crystalline silicon solar cell modules was manufactured by different kind of EVA sheet. Moreover, in case of BIPV, the short circuit current characteristics according to the angle of incidence is more important, because the installation of BIPV is fixed location. In this study, we has measured SEM image and I-V curve of RIE and wet textured silicon solar cell and PV module. Also we has analyzed quantum efficiency characteristics of RIE and wet textured silicon solar cell for PV modules depending on incidence angle.
This study evaluated the influence of temperature on the PV module surface on power output characteristics, especially for an amorphous transparent thin-film PV module which was applied to a full-scale mock-up model as building integrated photovoltaic system. The tested mock-up consisted of various slopes of PV module, facing to the south. The annual average temperature of the module installed with the slope of $30^{\circ}$ revealed $43.1^{\circ}C$, resulting in $7^{\circ}C$ higher than that measured in PV modules with the slope of $0^{\circ}$and $90^{\circ}$ did. This $30^{\circ}$ inclined PV module also showed the highest power output of 28.5W (measured at 2 PM) than other two modules having the power output of 20.4W and 14.9W in the same time for $0^{\circ}$ and $90^{\circ}$ in the slope, respectively. In case of the $30^{\circ}$ inclined PV module, it exhibited very uniform distribution of power output generation even under the higher temperature on the module surface. Consequently, the surface temperature of the PV module analyzed in this study resulted in 0.22% reduction in power output in every $1^{\circ}C$ increase of the module surface temperature.
BIPV시스템 분야는 다른 PV 적용 기술 분야에 비해 빠르게 성장하고 있으나 소형 건축물 위주로 적용되었으며, 초고층 건축물과 같이 수직적으로 높은 건축물의 외부환경조건에 대응하기 위한 BIPV의 적용 방안은 현재까지 연구되어지지 않았다. 국내의 경우 선진국에 비해 초고층 건축물에 대한 BIPV시스템 적용기술은 아직 초기 연구단계에 불과하다. 초고층 건축물의 고유의 특징을 고려하여 초고층 건축물 파사드에 입사하는 일사량의 분포가 균일하지 않을 것이라고 예측하고 실측을 진행하였으며, 실측 결과의 분석을 통하여 초고층 건축물에서의 BIPV시스템 최적 설계방안을 제시하였다. 결론적으로 본 연구에서는 초고층 건축물의 외벽에 입사하는 일사량을 고려한 Unit형 BIPV설계 방안을 제시하였으며, 특히, 측정된 일사량 데이터를 활용하여 초고층 건축물에 적합한 인버터의 선정의 대안을 제시하였다.
Polgampola Chamani Madara;Hasnain Yousuf;Muhammad Aleem Zahid;Suresh Kumar Dhungel;Youngkuk Kim;Junsin Yi
한국전기전자재료학회논문지
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제37권2호
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pp.154-163
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2024
The energy demand in the world is expected to exceed 740 million TJ by 2040 and our dependence on fossil fuels needs to be switched to sustainable and renewable energy sources like solar energy. Building Integrated Photovoltaic (BIPV) is one of the best approaches to extracting solar energy. There are more than 200 BIPV products in the market currently but when it comes to integrating these products into the technical aspects such as buildings' structural integrity, thermal, daylight retainment and aesthetic prospects to be considered. The share of BIPV integration potential of different building types in the world of residential, agricultural, industrial, commercial and other buildings account for 66%, 4.8%, 8.1%, 19.9%, and 1.2% accordingly. Many solar technologies developed to achieve architectural requirements, but the main problem is the trade-off between efficiency and aesthetic appeal, which is less than 10% in coloured and transparent solar modules. This paper discusses the different applications of solar photovoltaics (PV) in building architecture, technical requirements, and different module technologies. The article provides a comprehensive guide for researchers and designers working on the development of BIPV integrations.
This paper is proposed cooling system of BIPV(Building Integrated Photovoltaic) by micro-controller. The output power of PV generation system is not systematically tracked and influenced by various factors; solar irradiance, solar cell temperature. The temperature of solar module should be minimized to increase electrical output. Therefore, it is proposed that micro-controller cools to decrease temperature of solar module using thermoelement. The validity of this paper is proved by comparing solar module temperature of cooling system and un-cooling system.
The integration of PV modules into building facades or roof could raise their temperature that results in the reduction of PV system's electrical power generation. Hot air can be extracted from the space between PV modules and building envelope, and used for heating in buildings. The extraction of hot air from the space will enhance the performance of BIPV systems. The solar collector utilizing these two aspects is called PV/T(photovoltaic/thermal) solar collector. This paper compares the experimental performance of two different types of air type PV/T collector units: the base case of a collector unit with 10cm gap for forced ventilation and the other unit with copper pin attached to PV module to enhance its thermal performance. The experimental results shows that the base case unit had the overall efficiency of 41.9% and the improved unit with copper pin attached to PV module had 50.1% efficiency. For these air type PV/T units, the forced ventilation of the air space improved the electrical performance as well as the thermal performance.
Expanding the supply of BIPV is crucial to strengthening the competitiveness of the photovoltaic industry and achieving Nationally Determined Contributions through the zero-energy building mandatory policy. BIPV is a technology that integrates into the building envelope to generate electricity and provide functions as a building material. It is suitable for domestic environments with many high-rise buildings due to the narrow land area and urbanization. To expand the supply of BIPV, economics, safety, and aesthetics must be ensured. In this study, a color BIPV module with a color PET film applied as a front material was manufactured for aesthetic and economic feasibility. The relationship between power output and transmittance according to color was analyzed. By analyzing the power output of the module and the transmittance of the film, the wavelength band (transmittance reduction band) that has the greatest effect on efficiency was analyzed regarding the color of the film. The red film showed the narrowest transmittance reduction band and the lowest degree of decrease in transmittance, making it ideal for minimizing the efficiency decrease rate compared to existing ones.
Recently, the installation capacity of PV (photovoltaic) systems has been increasing not only field installation but also floating PV, farm land, BIPV/BAPV. For this reason, the new design and materials of PV module are needed. In particular, in order to apply a PV system to a building, lightweight of the PV module is essential. PV modules made of generally used texturing glass are excellent in output and reliability, but there is a limit to the weight that can be reduced. For the lightweight of the PV module, it necessary to use a film instead of a glass. However, the application of film rather than a glass may cause various problems such as decrease in photocurrent by decrease in transmittance and a increase of CTM (cell to module) loss, a degradation of the reliability, and so on. In this paper, PV modules using Ultra barrier film, which is recently a lot of interest as a substitute for a glass, its characteristic analysis and reliability test were conducted. The transmittance and UV characteristics of each material were verified, and the output of the fabricated 1 cell PV module was measured. In addition, 24 cell PV modules were fabricated at the lab-scale and its reliability tests were conducted. As a result of the experiment, the reliability characteristics of the ultra barrier film PV module were excellent, and it was confirmed that it could be used as the front material of the PV module instead of glass
We intend to describe a 12kW building-integrated photovoltaic system which was applied into the south wall of a new building. This study showed the results that were appeared from describing the PV module manufacture and installation process, and performing generation performance analysis of BIPV system. From the result we confirmed that the generation performance of the BIPV system was changed by season. The performance ratio(PR) was about 83.6% in winter and it means that performance of this BIPV system was so good in that season. On the other hand, the PR in summer was about 75.0% dropped about 8%. It was believed that the change was influenced by the reduction of solar radiation irradiated into the PV modules by installation position and rainy spell in summer. And we also confirmed that low irradiation condition is cause of the additional loss in the total PV system. In this case, the efficiency ratio of PCS drops significantly at low input loads and the average conversion efficiency of PCS in summer was 76.4% decreased about 10% from 86% in winter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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