The application of photovoltaics into building as integrated building components has been paid more attention worldwide. Photovoltaics or solar electric modules are solid state devices, directly converting solar radiation into electricity; the process does not require fuel and any moving parts, and produce no pollutants. And the prefab building method is very effective because the pre- manufactured building components is simply assembled to making up buildings in the construction fields especially the sandwich panel. Architecture considerations for the integration of PV module to building envelope such as building structure, construction type, safety, regulation, maintenance etc. have been carefully refelected from the early stage of BIPV module design. Trial product of BIPV module are manufactured and sample construction details for demonstration building are purposed. Therefore, this paper intends to advanced its practical use by proposing how to get integrated PV system which can be applied to prefab building material, and how to apply it.
Practical building integrated photovoltaic system built by Kolon E&C has been monitored and evaluated with respect to power generation, which was installed in Deokpyeong Eco Service Area in Deokpyeong, Gyeonggi, Korea. The amorphous silicon transparent PV module in this BIPV system has 44Wp in power output per unit module and 10% of transmittance with the unit dimension with $980mm{\times}950mm$. The BIPV system was applied as the skylight in the main entrance of the building. This study provided the database for the practical application of the transparent thin-film PV module for BIPV system through 11 month monitoring as well as various statistical analyses such as monthly power output and insolation. Average monthly power output of the system was 52.9kWh/kWp/month which is a 60% of power output of the previously reported data obtained under $30^{\circ}$of an inclined PV module facing south(azimuth=0). This lower power output can be explained by the installation condition of the building facing east, west and south, which was resulted from the influence of azimuth.
Building integrated photovoltaic(BIPV) system operates as a multi-functional building construction material. They not only produce electricity, but also are building integral components such as facade, roof, window and shading device. As PV modules function like building envelope in BIPV, combined thermal and PV performance should be simultaneously evaluated. This study is to establish basic Information for designing effective BIPV by discovering relations between temperature and generation capability through experiment when the PV module is used as roof material for houses. To do so, we established 3kW full scale mock-up model with real size house and attached an PV array by cutting in half. This is to assess temperature influence depending on whether there is a ventilation on the rear side of PV module or not.
Recently, the cases of BIPV(Building-integrated Photovoltaic) have been increased with interest in renewable energy application for buildings. PV System in building can perform a variety of roles as an energy supplier, exterior materials, aesthetic element and etc. To apply PV modules in buildings, various factors should be considered, such as the installation angle and orientation of PV module, shading, and temperature. The temperature of PV modules that are attached to building surfaces especially is one of the most important factors, as it affects both the electrical efficiency of a PV module and the energy load in a building. BIPV modules designed as finished material for spandrels are presented in this paper. The purpose of this study is to analysis on the thermal performance characteristics of BIPV modules. This study dealt with different types of BIPV modules depending on the backside material, such as clear glass and backsheet. The analysis of monitoring data shows that the PV module temperature was closely related to the solar radiation on the BIPV module surface, and the BIPV used at the backside also had an effect on the PV module temperature that in turn determines its thermal performance.
In korea, PV business has been growing fast since 2000. There are many ways to build PV System. Among them, BIPV(Building Integrated Photovoltaic) System using PV Modules as external wall has been carried out research on and invested much. Thus I will suggest another way to apply the BIPV System. This System is Eco System designed to consume little energy working the blind by the power that the BIPV System generates. I will show you how to make and apply this BIPV System.
BIPV system that can alternate building envelope by making materials of PV module should be considered in initial design step for applying PV system efficiently in office building. Mean while, area of the building skin also increases as the number of floors increases, but the valid area that can apply BIPV system in effect decreases relatively. Despite of this weak point, installing BIPV system is still being evaluated as the only measure left that can reduce electronic energy consumption in the building. Therefore, the impact on building energy consumption according to the increase of the number of floors when BIPV system is applied in the building was analyzed. And it will be used as basic information for application of BIPV in office building. Conomic about application of BIPV is interpreted to be secured within the 10 story high. Forover the 11 floors, the methods of increasing the contribution ratio produced by BIPV system through the optimization of install angle and increase in install area of south, high efficiency should be considered. The ways to reduce basic load by integrated design with another renewable energy besides BIPV should be found. Later, the study on the total building energy comsumption with PV generation according to the various type of the basic load and ratio of the width and depth will be performed based on this study.
본 논문에서는 건물통합형 태양광 발전 시스템의 전기적 열적 성능을 얻기 위해 하이브리드 PV/T 모듈을 제시한다. 건물 외벽에 부착하는 BIPV 시스템은 태양광 발전 시 온도상승으로 인하여 시스템의 효율이 떨어진다. 이러한 문제점의 해결과 BIPV 시스템의 효율을 향상시키기 위해 수냉방식을 적용시키고 발생된 열은 온수 시스템에 사용된다. 수냉 냉각방식은 전력손실과 물의 온도를 고려한 유량제어 알고리즘을 이용하고 실증연구를 통하여 제시한 하이브리드 PV/T 모듈의 전기적 열적 성능을 확인하여 본 논문의 타당성을 입증한다.
Building-Integrated Photovoltaic System(BIPV) has a muti-functional to generate electrical power and be able to be exterior materials for building. When PV modules are applied as envelope materials for building, the PV modules are considered on characteristics of the thermal effect and performance of PV module to optimize BIPV system synthetically. The purpose of this study is analysis of the changes of temperature and performance on PV modules. after installing four PV modules that have different ventilation type of PV module backside. Measurement results on this experiment is that the ventilation of PV module backside can control elevated module temperature and improve the performance of PV module. So, the technology development on the ventilation of PV module is suggested introducing effective BIPV system.
BIPV system not only produces electricity at building, but also acts as a material for building envelope. Thus, it can increase the economical efficiency of PV system by saving the cost for building materials. Bifacial solar cell can convert solar energy to electrical energy from both sides of the cell. In addition, it is designed as 3 busbar layout which is the same with ordinary mono-facial solar cells. Therefore, many of the module manufacturers can easily use the bifacial solar cells without changing their manufacturing equipments. Moreover, bifacial PV system has much potential in building application by utilizing glass-to-glass structure of PV module. However, the electrical generation of the bifacial PV module depends on the characteristics of the building surface which faces the module, as well as outdoor environment. Therefore, in order to apply the bifacial PV module to building envelope as BIPV system, its power generation characteristics are carefully evaluated. For this purpose this study focused on the electrical performance of the bifacial BIPV system through the comparative outdoor experiments. As a result, the power generation performance of the bifacial BIPV system was improved by up to 21% compared to that of the monofacial BIPV system. Therefore, it is claimed that the bifacial BIPV system can replace the conventional BIPV system to improve the PV power generation in buildings.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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