光伏建筑一体化系统：可再生能源中的新技术

工程科学与技术，国际期刊20（2017）833审查光伏建筑一体化（BIPV）系统综述Emrah Biyika，Mustafa Araza，Arif Hepbaslia，Mehdi Shahrestanib，Runming Yaob，LiShaob，Emmanuel Essahb，Armando C.Oliveirac，Teodosio del Cañod，Elena Ricod，JuanLuis Lechónd，Luisa Andradee，Adélio Mendese，Yusuf Bavera土耳其伊兹密尔博尔诺瓦35100，亚萨尔大学工程学院能源系统工程系b雷丁大学建筑管理与工程学院，Whitenights，PO Box 219，Reading，Berkshire RG6 6AW，英国c机械工程系-dOnyx Solar，C/Rio Cea 1-46，05004阿维拉，西班牙eLEPABE -土耳其伊兹密尔博尔诺瓦35100埃格大学自然与应用科学研究生院阿提奇莱因福奥文章历史记录：2016年9月18日收到2016年12月21日修订2017年1月25日接受2017年5月5日在线发布保留字：建筑一体化光伏BIPVBIPVT性能评估可再生能源A B S T R A C T由于对环境、能源独立和高化石燃料成本的关注，可再生和可持续能源发电技术一直处于最前沿。根据欧盟可再生能源指令，作为欧盟2020年目标的一部分在这一背景下，为每个欧盟国家设定了国家可再生能源目标，范围从10%（马耳他）到49%（瑞典）。可再生能源研究的很大一部分致力于利用太阳能的光伏系统来产生电力。作为光伏技术的一种应用，光伏建筑一体化（BIPV）系统在过去的十年中引起了越来越多的关注，并被证明是一种可行的可再生能源发电技术，可以帮助建筑物部分满足其负荷。除了BIPV，建筑集成光伏/热系统（BIPV/T）提供了一个非常好的潜力，集成到建筑物，以提供电力和热负荷。本文从发电量、额定功率、效率、类型和性能评估方法等方面对BIPV和BIPVT的应用进行了全面的综述。BIPV和BIPVT系统的两个基本研究领域是i）通过通风提高系统效率，从而在降低板温度的情况下获得更高的产量ii) 新的薄膜技术非常适合建筑一体化。几种方法来实现这些目标的文献报道，本文提出的。希望本文的综述能对BIPV系统的设计、分析、模拟和性能评价、金融发展和激励、新方法和发展趋势等方面的研究者和从业者有所帮助。©2017 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。内容1.导言. 8342.系统描述8353.BIPV/BIPVT系统综述8353.1.建筑应用和实验研究8363.2.模拟和数值研究8463.3.电池/模块设计研究8493.4.电网整合研究8513.5.政策和战略852*通讯作者。电子邮件地址：arif. yasar.edu.tr，arifhepbasli@gmail.com（A. Hepbasli）。由Karabuk大学负责进行同行审查。http://dx.doi.org/10.1016/j.jestch.2017.01.0092215-0986/©2017 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestch834E. 比伊克 et 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）8334.BIPV应用：总体展望8535.结论性意见. 855致谢855附录A.补充数据855参考文献8551. 介绍尽管电力在现代社会中发挥着重要作用，但仍有约12亿人生活在没有电力的环境中，其中大部分生活在非洲和亚洲的农村地区[1]。这一事实突出了从分布式来源发电的重要性，其中可再生能源有很大的存在，以满足这些农村地区的当地需求。根据国际能源署的数据，预计到2018年将上升到总发电量的25%[2]。与2011年相比，到2018年，光伏（PV）发电的份额估计也将翻一番[2]。与其他可再生能源相比，光伏技术正在快速发展，因此，对这一主题进行了许多研究。作为这些研究的一部分，建筑集成光伏（BIPV）系统在发电中发挥着重要作用。文献中已经进行了一些关于BIPV系统的综述研究，但它们要么提供了非常笼统的概述，没有足够的细节，要么专注于特定的国家或应用类型（例如太阳能立面）。Kong等人[3]回顾了中国在第十一个五年计划期间的各种建筑节能方案。在此背景下，他们解释了给予BIPV项目的补贴和申请程序。在[4]中，综述了关于建筑一体化储能机会的研究，同时也说明了中国的发展情况。在[4]中，BIPV系统也被认为是建筑一体化储能系统，并分为三个子组：太阳能电池BIPV系统，并网BIPV系统和PV-Trombe墙。对于并网型BIPV系统，电网被视为一个容量巨大的无限循环电池。Quesada等人[5]回顾了21世纪第一个十年与不透明太阳能立面相关的研究和发展。他们将不透明的太阳能立面分为两个小组，即主动和被动立面。作为主动太阳能立面的一部分，BIPV和BIPV/T系统得到了解释。他们还将迄今为止进行的研究按其内容分类为“理论和实验研究”、“发展”、“可行性”和“应用实例”。结果表明，BIPV和BIPV/T技术都是有利的系统。可以以更高的效率产生大量的能量，这是由于在PV板后面流动的空气的冷却效果。 参考文献[6]是参考文献[5]中解释的审查研究的第二部分，其中作者使用相同的纸张组织审查了透明和半透明的太阳能立面。因此，透明BIPV和BIPV/T系统作为主动立面系统进行了解释和审查。Jelle等人[7]在其研究中回顾了最新的BIPV技术。他们首先介绍了当前的光伏技术及其分类，因为BIPV应用通常遵循光伏电池的发展。作者回顾了市场上的BIPV产品，并将其分为四个亚组，即箔，瓦，模块和太阳能电池玻璃产品。他们的结论是，新的光伏技术将导致更有效和低成本的BIPV，这将导致更短的投资回收期。在文献[8]中，对各种BIPV/T系统的重要发展进行了全面分析。自2000年以来，BIPV/T系统由于其通过增加太阳能来帮助设计净零能源建筑的利用率大量的论文报道了与BIPV/T系统设计相关的实验和数值研究以及BIPV/ T系统对建筑性能的影响。所研究的BIPV/T系统有：空气基系统、水基系统、浓缩系统和包括相变工质的系统，如BIPV/T，带有热管或热泵蒸发器。在[9]中，具有热能回收的建筑物集成的光电技术提供了集成到零能耗建筑物中的非常好的潜力，但该技术并不常用。与传统光伏系统相比，BIPVT的优势更加明显。在[10]中，BIPV/T系统中，PV板下方的管道中的流体（通常为空气）的流动让位于将太阳辐射的重要部分回收为热能。因此，可以通过BIPV/T系统产生热量，以部分满足建筑需求。另一方面，板通过从光伏板回收的热量冷却，因此增加其发电效率。Shi和Chew[11]回顾了可再生能源系统的设计。作为研究的一部分，他们还解释了BIPV和BIPVT系统，并给出了迄今为止进行的研究的例子。在[12]中，研究了未来BIPV系统的途径和研究机会，并通过文献中的示例详细讨论了光伏开发进展及其对BIPV的影响、BIPV的新材料和解决方案及其长期耐久性。低生产成本、低环境影响和高效率被认为是未来BIPV系统的关键因素。有人提到，由于现有建筑物的体积巨大，BIPV的改造和相对容易的安装非常重要。还有人指出，政府补贴对于引起工业界的注意非常重要，特别是太阳能电池玻璃窗产品提供了巨大的机会，因为它们提供了遮阳、日光透射和电力生产。另一个重要的发展是PCM技术。在文献[13]中，相变材料用于储热和被动电子温度控制。所研究的所有PV-PCM系统都具有延迟使用PCM的PV的温度升高的能力。如果有机电池效率增加，则使用PCM将有机电池维持在最佳生产温度下可能是合适的。由于PV的高温，PCM具有一定的潜力。在[14]中，作为光伏/热（PV/T）系统概述的一部分，给出了文献中BIPV/T系统的示例。在[15]中，介绍了与欧洲太阳能十项全能竞赛房屋中BIPV应用相关的进展、方法和解决方案。如[16]中所讨论的，光伏产业的一小部分构成了BIPV，但它正在稳步增长。缺乏有效的预测模拟，需要作出有意识的经济决策，防止BIPV的广泛使用。该项目由美国国家标准与技术研究院（NIST）承担，可能需要多年时间来比较BIPV面板的性能与光伏模拟工具的估计。现有的模拟模型需要输入描述BIPV板暴露在各种气象条件下的电气性能的参数。在同一研究中，作者解释了如何通过提供必要的参数进行实验测试。参考文献[17]与双层幕墙的热分析有关，BIPV面板。文献中的研究分为理论研究和实验研究，这些研究自然是分开的E. Biyik等人 /工程科学与技术，国际期刊20（2017）833-858835通风系统和机械通风与外部影响。研究人员发现，由于系统的灵活性，研究机械通风立面更为重要。最后，研究人员提出了努塞尔数相关性和对流换热相关性与相关范围的鲁氏数。本文对BIPV和BIPV/T领域的发展现状进行了全面的综述，并根据研究问题分为几个小组，如建筑应用和实验研究、模拟和数值研究、单元模块设计研究、网格集成研究以及政策和策略研究。在当前研究的第一部分中，描述了BIPV系统及其分类。然后从能量、火用、经济和环境等方面对文献报道的BIPV和BIPV/T系统进行了综述，给出了它们的类型和性能指标以表格的形式。然后，我们在市场上提供满足各种要求的BIPV解决方案。最后，给出了主要结论。2. 系统描述建筑物上使用的光伏系统可分为两大类：建筑物附属光伏（BAPV）和BIPV[18]。如果光伏系统的安装方法不符合要求，则很难识别光伏系统是建筑物附着（BA）系统还是建筑物集成（BI）系统。这一点并不清楚[7，19]。BAPV被添加到建筑物上，对结构的功能没有直接影响另一方面，BIPV被定义为光伏组件，可以集成在建筑围护结构中（进入屋顶或立面）通过取代传统的建筑材料（例如瓷砖），[20]第20段。因此，BIPV对建筑物的功能有影响，并且可以被认为是建筑物能源系统的组成部分。将PV集成到建筑物围护结构中需要考虑许多参数，如图1所示[21]。图2[22]中示意性地示出了BIPV系统。从图中可以看出，光伏系统集成到建筑物的立面。室外空气从底部进入系统，从顶部离开。在此过程中，它吸收光伏组件的热量，降低其温度，从而导致Fig. 1. 光伏建筑一体化参数[21]。图二. BIPV系统示意图[22]。提高其效率和寿命。在某些应用中，系统中采用风扇和空气管道，以便将加热的空气吸入房间，以减少冬季的加热负荷。这样的系统被称为BIPVT系统，并且从电力和热能两者中受益于太阳能。在图3中，给出了BIPVT系统的示意图[5]。BIPV系统的分类可以根据太阳能电池类型，应用类型或市场上的名称太阳能光伏技术分为硅基和非硅基两个子类别另一方面，[7]中描述的分类用于市售产品在参考文献[7]中，根据制造商的描述或BIPV产品所替代的材料，BIPV产品分为四类：箔、瓦、模块本研究中使用的分类的完整示意图见图。 四、3. BIPV/BIPVT系统在本节中，对BIPV和BIPVT系统的发电量、标称功率、效率、开路电压（OCV）、短路电流（SCC）、最大功率点（MPP）、填充系数、类型和性能评估进行了所有论文均按照其从过去到现在的发表年份列出，论文中给出的可用数据见表1[23如果没有数据，则表示为“N/A”。当另一方面，同一研究中不同系统的值或所研究系统在不同条件下的结果用“;”号分隔在许多论文中，BIPV系统的类型没有明确说明。因此，在这种情况下，仅标记已知参数，其他单元格留空基于综述的论文，可以说，迄今为止进行了许多理论和实验研究，在能量产生能力方面具有广泛的应用国内外对BIPV进行了大量的研究如图 5、西班牙的建筑应用研究、美国的模拟研究、韩国的单元和模块设计研究、澳大利亚的电网、政策和战略研究比较普遍。对大多数系统进行了能量和经济评价，并对一些系统进行了环境分析。然而，文献中对BIPV和BIPVT系统的生物学评估有限瓷砖东836号 比伊克 et 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）833图3.第三章。BIPVT系统示意图[5]。光伏技术应用类型市场名称硅基屋顶箔非硅基外观模块太阳能电池玻BIPV系统见图4。BIPV分类。3.1. 建筑应用和实验研究建筑应用是指在建筑物上应用或在实验室中进行的实验。对原型或系统进行了各种分析。 通常，组件效率在高温下较低。为了解决这个基本问题，人们进行了许多研究。根据这些研究，通过PV后部的热吸收来提高效率。为了实现这一点，进行了研究，例如使用空气或流体来产生强制对流，在PV中的热区域和冷区域之间打开交替输入，提供新鲜空气，PV通过这种方式，可以实现年产量和模块寿命的增加另外，阴影效应、环境温度、建筑物的方向和PV的斜率具有显著的影响，以便在建筑应用中实现更高的功率输出和效率Omer等人[23]报告了两种不同BIPV系统的监测结果安装的第一个系统是以58°倾斜角形成的薄膜PV第二个系统由单晶PV屋顶石板和倾斜角52°组成。第一个系统的年均系统效率为2%，第二个系统的年均系统效率为3.6%。第一个和第二个系统的资本成本分别为34，560英镑和 17，550英镑，年化能源成本分别为34.01千瓦时和3.69千瓦时。评估还得出结论，以2002年当时的能源价格计算，这两种系统都不符合成本效益在[24]中，使用ESP-r建筑能量模拟软件对260m2BIPV系统进行了计算建模。这些模块安装在具有250 mm气隙的建筑物上。该气隙允许空气被加热，然后用于水预热。三种不同的设计方案，即PV/C（BIPV+电池冷却），PV/T（BIPV+空气加热）和BIPV，被认为是模拟。这三种情景的年能源生产量分别为83，680、83，584和83，205兆焦耳。Yang等人[25]通过实验研究了安装的第一个BIPV系统的性能。在PV和壁之间也有空气间隙，以允许冷却和提高效率。结果表明，最大功率输出发生在屋顶。该系统的年总发电量估计为6878千瓦时。BIPV系统的电价估计为每千瓦时1. 5港元至2港元，高于两间本地公司的电价。Mallick等人[26]通过实验研究了一种新型非对称复合抛物面PV聚光器，并将结果与类似的非聚光系统进行了比较。结果表明，这两个系统之间的功率比为1.62同一个小区。换句话说，具有PV聚光器的系统的最大功率点比非聚光系统高62%另一方面，非浓缩系统的转化效率为8.6%，而浓缩系统的转化效率为6.8。据报道，新系统的平均电池温度比非浓缩系统高12 °C。在[27]中，建立了BIPV组件传热的非线性一阶随机微分方程。该模型是使用一系列良好的控制实验的PV模块组成的121多晶硅电池，覆盖面积为1.44平方米。结果表明，所提出的方法是非常有用的建模BIPV系统中的非线性随机热在参考文献[28]中，采用三种不同配置检查了BIPVT系统。第一种配置是无玻璃BIPV的基本情况，其下有空气流。1.5在系统中增加了m垂直玻璃太阳能空气集热器。在第三个也是最后一个配置中，在PV上添加了玻璃窗。表1BIPV系统研究总结[18产品性能指标信息BIPV型光伏评估项目调查人员年类型位置能源发电标称效率硅基非-应用单元格类型能源火用经济环境没有发表功率（%）硅区域（W）单晶多晶无定形基于立面屋顶箔瓷砖模块太阳能细胞玻璃1Omer等人[23日]2003建筑英国诺丁汉56，636千瓦时/年*N/A0.66，3.6XXX X-XXX附录和Exp.2Chow等人[24]2003建筑中国香港83205N/AN/AXXXX附录和年Exp.3Yang等人[25日]2004建筑中国香港6878千瓦时/年66009XX XXXX附录和Exp.4Mallick等人[26日]2006建筑新泽西州纽顿阿比N/AN/A6.6，8.6X附录和英国Exp.5Jiménez等人2008建筑西班牙马德里N/AN/AN/AXXXXX[27日]附录和6Pantic等人[28日]2010Exp.建筑美国19700010.5XXX附录和7科尔宾和翟2010Exp.建筑美国博尔德N/AN/A14.5*XXX[29日]附录和17.2*8Chen等人[30个]2010Exp.建筑蒙特利尔，魁北克，3265千瓦时/年*28566.1XXX附录和加拿大9Chen等人[三十一]2010Exp.建筑蒙特利尔，魁北克，3265千瓦时/年*28566.1XX附录和加拿大Exp.10Agrawal和2010建筑印度新德里745720016XXXXX蒂瓦里[32]附录和Exp.11Koyunbaba等人2011建筑土耳其伊兹密尔N/A274.52XXX[35]第三十五届附录和Exp.12Peng等人[37个]2011建筑中国南京N/AN/AN/AX附录和Exp.13Agrawal和2011建筑印度新德里839.16N/A16XXXXX蒂瓦里[33]附录和年Exp.14等人[38个]2011建筑弗洛里亚诺波利斯1265第10N/AXXX附录和kWpkWpExp.15Zogou和2011建筑沃洛斯N/AN/A<9XXX[39]第三十九话附录和Exp.16Yoon等人[第四十届]2011建筑民国大田1277千瓦时/年N/A7XXXX附录和韩国Exp.17桑托斯和2012建筑弗洛里亚诺波利斯5.8、12.3GWh/年五、十一N/AXXX卢特[41]附录和MWP18Ban–Weiss et2012Exp.建筑美国伯克利0.15N/A5XXX[四十二]附录和Exp.19Lodi等人[第四十四届]2012建筑莱里达N/AN/AN/AXXXX附录和Exp.20Vats和Tiwari2012建筑印度新德里N/AN/A12X XXX[34个]附录和Exp.21Han等人[46个]2012建筑香港4.43N/AN/AXXXX附录和Exp.22Bloem等人[21]2012建筑Lleida西班牙N/AN/AN/AXX附录和Exp.E. 比伊克 et 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）833837（接下页）表1（续）产品信息业绩指标BIPV类型概率评估项目调查员年类型位置能源发电标称效率硅基非-应用单元格类型能源火用经济环境没有发表功率（%）硅区域（W）单晶多晶无定形基于立面屋顶箔瓷砖模块太阳能细胞玻璃23Drif等人[47个]2012建筑哈恩10.62千瓦时/天N/AN/AXXXX附录和Exp.24Wittkopf等人2012建筑新加坡1210万瓦时14250013.15XXXX[四十八]附录和Exp.25Defaix等人[四十九]2012建筑欧盟850 TWh/年95117.9XXXX X附录和土耳其、克罗地亚GWP26Koyunbaba和2012Exp.建筑土耳其伊兹密尔35.79W/m2（最大）a274.27XXXX伊尔马兹[36]附录和Exp.27Bambrook和2012建筑澳大利亚肯辛顿18.28千瓦时/天660瓦10.6、12.2XXXXSproul[50]附录和28Wei等人[五十一]2014Exp.建筑中国陕西140千瓦时/平方米N/AN/AXXX附录和Exp.29洛佩斯和2014建筑意大利米兰0316XXXXXX圣乔吉[52]附录和WpExp.30杨和2015建筑蒙特利尔，魁北克，N/AN/A5XX XXX[53]第五十三话附录和加拿大Exp.31Bigaila等人[55]2015建筑蒙特利尔，魁北克，N/AN/A10XXXX附录和加拿大Exp.32Roeleveld等人2015建筑加拿大多伦多N/AN/AN/AXXX X[56]附录和Exp.33杨和2015建筑蒙特利尔，魁北克，N/AN/AN/AXX XX[54]第五十四话附录和加拿大Exp.34Maturi等人[57]2015建筑阿格里真托N/A80千瓦时N/AXXX附录和Exp.35Essah等人[58个]2015建筑中国N/A6.5千瓦时N/AXXX XX附录和Exp.36Eke和德米尔坎[59]2015建筑附录和穆格拉46m2.月40.3kWp0.92XXExp.37Timchenko等人2015建筑法国里昂N/AN/AN/AXX[第六十章]附录和Exp.38米尔扎伊和2015建筑瑞士苏黎世N/AN/AN/AXXX卡米利埃[61]附录和Exp.39Ritzen等人[第六十二章]2015建筑Heerlen，TheN/A90N/AXX XXX附录和荷兰WpExp.40陈和尹2016建筑纽约联合N/AN/A10.48XXXX[第六十三章]附录和国15.82Exp.41Ordenes等人2007仿真弗洛里亚诺波利斯42.6五十6.3XXXXX XX[六十四]和年数值42Tian等人[第六十五章]2007仿真墨西哥、巴西N/AN/AN/AXXX和数值43布罗姆[43]2008仿真意大利伊斯普拉N/AN/AN/AXXXXXX和数值44Friling等人[45个]2009仿真意大利伊斯普拉N/AN/AN/AXXXX和数值838E. 比伊克 et 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）833表1（续）产品信息业绩指标BIPV类型概率评估项目调查员年类型位置能源发电标称效率硅基非-应用单元格类型能源火用经济环境没有发表功率（%）硅区域（W）单晶多晶无定形基于立面屋顶箔瓷砖模块太阳能细胞玻璃45吕特和布劳恩2009仿真弗洛里亚诺波利斯654.8557000N/AXX[第六十六话]和年1670000数值46Cheng等人[67个]2009仿真台湾台北N/A180N/AXXX XX和数值47Candanedo等人2010仿真蒙特利尔，魁北克，N/AN/AN/AXXXX[68个]和加拿大数值48Yoo和Manz2011仿真民国首尔217.8千瓦时/天34514.4XXXX[69]第六十九届和韩国数值49克罗嫩贝格2012仿真巴西–––等人[70个国家]和数值50Hwang等人[第七十一章]2012仿真龙仁共和国183N/A10XXXXX和韩国年数值51Bigot等人[第72话]2012仿真路易斯安那大学N/AN/AN/AXXX和法国，留尼旺52Alonso等人[七十三]2012数值仿真西班牙阿尔梅里亚8.25千瓦时/平方米924.7XXXX和53[74]第74话2013数值仿真中国香港42810N/AXXX和数值54杨和2014仿真蒙特利尔，魁北克，N/AN/AN/AXXX[75]第七十五话和加拿大数值55Radmehr等人2014仿真河畔纽卡斯尔N/A4千瓦时N/AX[第七十六章]和英国泰恩数值56卡梅尔和冯2014仿真加拿大多伦多310N/AN/AXXXXXXXX[第七十七章]和820千瓦时/月数值57Veldhuis和2015仿真特温特20.9N/AN/AXX[第78话]和荷兰数值58Vuong等人[79个]2015仿真加拿大多伦多8.18千瓦时/天N/AN/AXX和数值59Kim等人[80个]2015仿真忠南2.8N/AN/AXX和韩国数值60Rounis等人[八十一]2015仿真蒙特利尔，魁北克，N/AN/AN/AX X和加拿大数值61Hailu等人[第八十二章]2015仿真美国安克雷奇N/AN/A15X X和数值62Li等人[第八十三章]2015仿真Shen–yang,N/AN/A0.1XX和数值63Knera等人[八十四]2015仿真Tódz'，波兰45N/AN/AX XXX和数值64塞勒姆和基纳布2015仿真黎巴嫩贝鲁特16.3N/AN/AXXXXXXXX[第八十五章]和年数值65卡梅尔和冯2015仿真加拿大多伦多2.8N/A0.5XX XXX[第86话]和数值66穆尔奎涅托2015仿真马尼萨莱斯N/AN/AN/AX关于Mora-Lopez和[八十七]数值（接下页）E. 比伊克 et 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）833839表1（续）产品信息业绩指标BIPV类型概率评估项目调查员年类型位置能源发电标称效率硅基非-应用单元格类型能源火用经济环境没有发表功率（%）硅区域（W）单晶多晶无定形基于立面屋顶箔瓷砖模块太阳能细胞玻璃67[第88话]2015仿真开罗942.85N/A0.4XX和2636.37千瓦时/月数值68Sun等人[八十九]2015仿真中国成都598.26千瓦时N/A0.16X和数值69米尔扎伊和2015仿真英国诺丁汉N/AN/AN/AX张[90]和数值70Akata等人[九十一]2015仿真大学55.4千瓦时/年N/A12XXX和雅温得一世数值71Alberto et al. [九十二]2015仿真美国密苏里74N/A19.7XXXX和72Saadon等人[九三]2016数值仿真法国图卢兹20N/AN/AXXX和数值73Buonomano等人2016仿真意大利那不勒斯N/AN/AN/AXX XXXX[九十四]和74Späth等人[九十七]2003数值细胞/佩滕，The1000Wh/m2.年5 Wp6XX模块荷兰设计75Branker等人2011细胞/加拿大金斯顿N/AN/AN/AXXX[九十九]模块76Vats等人[103]2012设计细胞/印度新德里295N/A6XXXXXXXX模块设计77Fathi等人[一百零四]2012细胞/蒂帕萨N/AN/A18.62XX模块设计78Maturi等人2014细胞/意大利博尔扎诺N/AN/AN/AXXXXXX[一百零五]模块设计79Kang等人[106]2015细胞/民国大田N/AN/AN/AXX X模块韩国设计80明和元2015细胞/忠清北道N/AN/A0.7XXX[第一百零七章]模块do，大韩设计81Cornaro等人[第一百零八章]2015细胞/模块意大利罗马269m2.日2.32kWp4.5XXXX设计82Escarré等人[109]第一百零九话2015细胞/模块雅克德罗Switzerland.N/AN/A19.1-11.4dXX设计83Virtuani和2015细胞/卡诺比奥，N/AN/AN/AXXXXX斯特雷帕拉娃模块瑞士[110]设计84Yu等人[第111话]2015细胞/中国北京N/AN/AN/AXX X模块设计85Mazzoni等人2015细胞/意大利N/AN/AN/A[一百一十二]模块设计86Han和Park2015细胞/城南N/AN/AN/AX[第113话]模块大韩设计87Zhen et al. [一百一十四]2015细胞/N/AN/AN/AN/AXXXX模块设计88Bakos等人[第115话]2003网格克桑西，希腊4000千瓦时/年2250N/AXXX集成840E. 比伊克 et 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）833表1（续）产品信息业绩指标BIPV类型概率评估项目调查员年类型位置能源发电标称效率硅基非-应用单元格类型能源火用经济环境没有发表功率（%）硅区域（W）单晶多晶无定形基于立面屋顶箔瓷砖模块太阳能细胞玻璃89Huang等人2004网格爱尔兰、英国N/AN/A十一XX[第116话]集成90Crawford等人2006网格澳大利亚悉尼1.85150N/AXXX XX[第117话]集成91Chel等人[第118话]2009网格印度新德里3285千瓦时/年232010.5XXXX92Stamenic等人2012集成网格温哥华，不列颠哥伦比亚省，N/A8.2千瓦时43XXX[第119话]集成加拿大93Zeng等[一百二十]2012网格中国上海–––集成94Ghani等人[121]2012网格汉密尔顿，新N/AN/AN/AX集成Zealand95刘和段2012网格中国武汉N/AN/AN/AXX[第122话]集成96Liu等人[第123话]2012网格中国武汉N/AN/AN/AX集成97Celik等人[一百二十四]2015网格博尔诺瓦1605N/A12.3XXX集成年98[第125话]2015网格伊朗德黑兰N/AN/A9.98XX集成99Wang等人[126]2015网格N/AN/AN/AN/AX X集成100赛义德马赫穆迪2015网格澳大利亚维多利亚N/AN/AN/AXXX等人[一百二十七]集成101Keoleian和2003政策和关闭MI，USA4976020003.62XXXXXX刘易斯[128]战略20岁的耳朵102Cheng等人[129]2005政策和台湾台北N/AN/AN/AX战略103Jardim等人2008政策和FlorianoN/A五十六时三十分XXXXXX[130]战略巴西17.30104Alnaser等人2008政策和巴林–––[131]战略105Agrawal和2010政策和印度新德里N/AN/AN/AXXXXXXXXX免费WiFi[132]战略106Hammond等2012政策和英国1720千瓦时/年2.1千瓦时N/AXXXXXX[133]第一百三十三话战略107Cucchiella和2012政策和意大利拉奎拉1196200（A）9XXXXXXXXX达达莫[134]战略年PV）108Tsoutsos等人2013政策和希腊、西班牙、英国、–––[135]战略塞浦路斯、罗马尼亚、109Chae等人[136]第一百三十六话2014政策和克罗地亚、保加利亚纽约联合30- 62 kWh/（m 2.N/A4.8XXXXXX战略国年）110Ng和2014政策和新加坡1867N/A3.32XXXXXX密特拉拉特纳战略年[137]111杨[138]2015政策和澳大利亚墨尔本N/AN/AN/AXXXX X战略112Goh等[139]2015政策和马来西亚N/AN/AN/A战略113Cucchiella等2015政策和L’Aquila,N/AN/AN/AXX[140]战略114Belussi等人2015政策和San GiulianoN/AN/A6XXXXXXX[141]战略米兰内塞115杨和邹2015政策和澳大利亚维多利亚N/AN/AN/AXX XXX[第142话]战略*使用论文中的给定值或图表进行估算。a给定值表示研究期间达到的最大发电量。b光伏阵列的给定效率值计算为标准测试条件下BIPV阵列峰值额定功率的百分比c所给数值分别为冬季和夏季的范围。d给出的数值分别针对白色和标准模块。E. 比伊克 et 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）833841东842号 比伊克 et 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）833图五. 根据研究区域在世界地图上显示了BIPV的研究。对于所有的配置，7kWp。据指出，在第一配置中的预热空气适合于HVAC系统和水的预热，而在第二和第三配置中，实现了热效率的显著提高。另一方面，在第三种配置中，由于过高的PV板温度，电力生产显著降低。Corbin和Zhai[29]研究了一种新型BIPVT，吸收器，蓄热罐和泵，水通过该泵循环到吸收器。创建了两个不同的CFD模型。在第一个模型中，一个标准的，接近屋顶表面，BIPV系统的模型，而在第二个模型中，一个液体冷却的管翅式吸收器位于空腔中，以检查主动热回收效果。结果表明，与自然通风系统相比，第二个BIPVT可以达到高达5.3%的电效率。系统的热效率和总效率分别为19%和34.9%。在[30]中，对太阳能房屋的基于空气的BIPVT系统进行了热建模。BIPVT系统与通风混凝土板（REACH）系统相结合，也提供主动太阳能加热。 年发电量估计为3265千瓦时。BIPVT系统采用了三种不同的技术，即干燥器、空气-水热交换器来产生生活热水和蒸发器来利用加热的空气。建立了准二维、控制体积、稳态模型。指出该模型可用于类似系统，对气流控制有一定的参考价值。结果表明，BIPVT系统能显著降低光伏运行温度，并能产生大量的热能。发现在晴天以250 L/s的流速通过收集器的空气的温升在30 ° C和25 °C之间。该温升等于8.5-10 kW的热能增益。在文献[31]中，与以前的研究不同，为该系统开发了一个3D控制体积、显式有限差分热模型。对文献[30]中所用系统的设计进行了说明。在加拿大典型的阳光明媚的冬日，假设空气流速为250 L/s，空气温度为40°C，持续4 h，确定了通风系统的尺寸。对该系统进行了实验研究为了评估其性能，发现它可以在35 °C和200 L/s的空气入口下在6小时内存储9Agrawal和Tiwari[32]，研究了BIPVT系统的使用。该系统具有消耗0.12kWp并提供通过管道的1.2kg/s恒定质量流率的鼓风机。系统的性能进行了检查，为四个并联和串联连接的组合。该系统的电和热能量分别为16，209 kWh/y和1531 kWh/y。y，而平均总热效率为53.7%。同时得出结论，并联组合显示出最好的性能为恒定的空气速度，而串联连接的系统提供了更好的性能为恒定的空气质量流量。在另一项类似的研究[33]中，该系统在印度两个城市班加罗尔和斯利那加的气候条件下进行了热建模和分析。参考文献[32]中描述了系统中使用的PV模块，其进行了一项研究，以确定应用于实验室建筑屋顶的BIPVT系统的太阳能电池、管道空气和室内空气六个风扇，每个12 W，用于使空气循环通过管道。结果表明，该系统是有利的温和和寒冷的气候条件下，在每年的电能和火用生产量相比，传统的BIPV系统。 发现电效率在12.5%至16%之间，而热效率在50%至10%的范围内。百分之五十四在[34]中，与前两项研究不同，对屋顶和立面的半透明和不透明BIPVT系统的性能进行了分析评估，并在分析中考虑了两种选择：带风管和不带风管的BIPVT系统对于具有空气管道的系统，空气质量流率在0.85-10 kg/s之间。结果发现，带空气管道的透明和不透明BIPVT系统之间的差异为1.46 °C，无风管系统的最低温度为9.80 °C。的差额位于屋顶的系统分别为1.13 °C和9.55 °C。最高室内空气温度为22 °C，这发生在无风道的透明BIPVT系统中，而室外空气温度为4.4 °C。还确定增加空气质量流速导致E. Biyik等人 /工程科学与技术，国际期刊20（2017）833-858843透明BIPVT系统的室内空气温度增加。在[35]中，对BIPV Trombe墙进行了检查。对于实验，在模块和壁之间留有0.50 m的气隙。墙体上设有两个0.08m2的通风口，用于冬季供暖.结果表明，仿真结果与试验结果吻合较好。2月5日的电效率和热效率另一方面，自然通风质量流率为0.013千克/秒和0.035千克/秒为照射的638.6 W/m2，750.88W/m2。根据另一项特朗贝墙研究，在[36]中对单层和双层玻璃以及a-Si半透明PV板进行了评估和比较。该系统安装在隔热良好的测试室中，其中覆盖砖、垂直钻孔砖、挤出聚苯乙烯和石膏用于热质量。PV板的标称功率为27 W，而OCV和SCC分别为49 V和1.02 A。在系统的上部和下部有两个通风口，空气通过自然对流进入/离开房间。测试在2月25日和26最大电功率率为35.79W/m2，电效率为4.27 ~ 4.65%。在参考文献[37]中，详细研究了BIPV系统的建筑设计方面，包括（i）如何设计BIPV系统，（ii）此类系统的寿命，以及（iii）是否选择BIPV或BAPV。作者还设计了一种新颖的安装结构，以解决与维护和更换相关的问题。光伏组件。得出了功能、成本、技术和美观比高集成度更重要的结论。还提到，由于PV的寿命较短，对于建筑物的使用寿命（50年）来说，光伏组件的易于维护和更换非常重要。在[38]中，分析了两个系统的年发电量。第一个系统是3.072 kWpBIPV系统。采用薄膜a-Si