光伏窗的應用提高了摩天大樓能源效率

玻璃墻結(jié)構(gòu)的摩天大樓主導著都市的天際線，消耗的能源較多，據(jù)光伏專家研究，如果采用高效的光伏(PV)窗可大大提高能源效率的利用。

對節(jié)能建筑，已有的觀念為：沒有過多的玻璃，也不是很高。但現(xiàn)在科學家發(fā)現(xiàn)有其他辦法可以建造高效的建筑，即通過采用光伏窗可將高度玻璃化的建筑的能源使用和CO2排放量減少40%。

科學家創(chuàng)建了一個名為PVwindow的程序，使用戶能夠使用PV可視模型模擬建筑的設(shè)計，以便進行分析。

目前，世界上超過三分之一的能源消耗和CO2排放來自建筑物，如紐約公平大廈的窗墻比為25%，建于101年的美國銀行大廈窗墻比為71%，然而通過將光伏與高熱效率的窗戶技術(shù)結(jié)合起來，新建筑就可以成為應對氣候變化的重要工具。

為了清楚地證明玻璃對建筑能源性能的影響，研究人員將精力集中在高度玻璃化、窗墻比為95%的建筑物上，雖然這么高的窗墻比尚未廣泛使用，但高度玻璃化技術(shù)的進步有助于提高建筑物的能源效率。

研究人員模擬了三種光伏玻璃技術(shù)的效果，包括可切換光伏技術(shù)，并在8個不同氣候的城市使用了這些玻璃技術(shù)。除PVwindow軟件外，研究人員還使用了EnergyPlus和OpenStudio軟件包。

由于大量的陽光進入建筑物，高度玻璃化的建筑物需消耗大量的能源來為建筑物降溫，而光伏窗戶能使建筑物隔熱，同時還可利用吸收的熱發(fā)電。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)了光伏發(fā)電隨季節(jié)變化的趨勢，模型顯示，在美國丹佛，光伏發(fā)電可將具有大面積玻璃窗的12層建筑日平均電力減少一半，每年還可減少200萬lb的CO2排放量。

模擬顯示8個氣候區(qū)的能源使用和CO2排放量都得到顯著的減少，3種光伏玻璃化變體的性能呈階梯狀提高。

雖然當建筑物的窗戶多于墻壁時，能源消耗會增加，但當窗墻比增加的同時加入PV玻璃后，會降低能耗。如果PV玻璃與建筑物外光伏面板相結(jié)合，這座摩天大樓就可實現(xiàn)凈零排放，尤其是東西朝向，捕捉清晨和傍晚太陽能的建筑，它本身就是一個發(fā)電廠。

研究人員表示，光伏玻璃與屋頂太陽能的結(jié)合可提高發(fā)電量，有可能產(chǎn)生比建筑物所需電力更多的電力，在不損害建筑物的情況下，此舉可助實現(xiàn)氣候變化的目標。