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美國(guó)國(guó)家可再 生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于高度玻璃化的建筑,如大城市閃閃發(fā)光的摩天大樓,光伏(PV)窗戶(hù)對(duì)建筑的碳足跡有很大影響,它可以減少能源使用和二氧化碳排放量為40%。
這項(xiàng)發(fā)表在《同一個(gè)地球》雜志上的研究概述了光伏窗如何成為設(shè)計(jì)達(dá)到凈零目標(biāo)的高度玻璃化建筑的重要組成部分。根據(jù)這項(xiàng)研究, 全 球約三分之一的能源消耗來(lái)自建筑物,表明需要減少能源需求和相關(guān)排放。但是,盡管高玻璃建筑存在眾所周知的缺點(diǎn),例如能源性能和熱效率差,但它們?nèi)匀皇菢I(yè)內(nèi)的熱門(mén)選擇。
NREL的科學(xué)家蘭斯·惠勒(Lance Wheeler)在一份聲明中說(shuō):“對(duì)于節(jié)能建筑的外觀存在先入為主的觀念,它通常沒(méi)有高度玻璃,而且可能不是很高。”“我們發(fā)現(xiàn)還有其他方法可以建造高 效建筑!
作者發(fā)現(xiàn),高度玻璃化的建筑可以通過(guò)使用光伏窗實(shí)現(xiàn)更低的能源消耗和碳排放。結(jié)合簡(jiǎn)單的幾何變化,辦公樓的光伏窗戶(hù)每年可節(jié)省10,000至40,000吉焦(GJ)的能源,每年可減少2,000噸碳排放。
作者分析了窗墻比為95%的建筑物,并使用他們開(kāi)發(fā)的名為PVwindow的軟件以及其他軟件(包括EnergyPlus和OpenStudio)在建筑模擬中對(duì)PV窗進(jìn)行建模。他們?cè)诖聿煌瑲夂虻陌藗(gè)城市的建筑物上測(cè)試了不同的光伏玻璃技術(shù)。與氣候溫暖的城市(如圖森)相比,紐約市或丹佛等氣候溫和且季節(jié)變化較大的地區(qū)在減少能源使用和碳排放方面取得了更好的成果。
高度玻璃化的建筑物需要更多的能量來(lái)讓室內(nèi)的人保持涼爽,因?yàn)橛羞@么多的陽(yáng)光從窗戶(hù)射進(jìn)來(lái),但光伏窗戶(hù)具有熱效率,利用吸收的能量來(lái)發(fā)電。此外,在建筑物外和/或屋頂上安裝帶有太陽(yáng)能電池板的光伏窗戶(hù)不僅可以達(dá)到凈零排放,而且甚至可以產(chǎn)生比建筑物需要更多的能量。
盡管研究人員并不完全提倡高度玻璃化的建筑(“我不想坐在這里說(shuō)我們應(yīng)該建造高度玻璃化的建筑。我們應(yīng)該建造高 效的建筑,”惠勒說(shuō)),但他們確實(shí)想強(qiáng)調(diào)此類(lèi)建筑應(yīng)考慮使用低能耗和低排放材料,包括光伏窗。
“想象一下紐約市的天際線(xiàn),那里有這些完全是玻璃的高層建筑,”惠勒說(shuō)。“他們完全可以應(yīng)用光伏玻璃,而自由塔有數(shù)百萬(wàn)平方英尺的玻璃,那么它本身將是一個(gè)發(fā)電廠(chǎng)。”
淺談全透明太陽(yáng)能玻璃面板
密歇根州立大學(xué)(MSU)的研究人員開(kāi)發(fā)出第 一塊全透明太陽(yáng)能電池板。太陽(yáng)能聚光器提供用作窗戶(hù)的透明玻璃面板,但專(zhuān)用玻璃產(chǎn)品還利用部分太陽(yáng)能發(fā)電。
這種玻璃產(chǎn)品使明顯透明的玻璃窗能夠吸收一些不可見(jiàn)的太陽(yáng)光波長(zhǎng)——紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)。結(jié)果是透明的玻璃表面可以提高家庭的能源效率,并使太陽(yáng)能可用于更大的辦公樓,包括摩天大樓。
這種玻璃板產(chǎn)品對(duì)于可再 生能源來(lái)說(shuō)可能是革命性的。它使太陽(yáng)能窗戶(hù)成為無(wú)法從傳統(tǒng)屋頂系統(tǒng)中受益的高平方英尺建筑可持續(xù)發(fā)展的可行選擇。
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