Home / ENERGY

Kamis, 24 November 2022 - 19:54 WIB

Jendela fotovoltaik membuka tujuan peningkatan efisiensi energi untuk gedung pencakar langit


Satu Bumi (2022). DOI: 10.1016/j.oneear.2022.10.014″ width=”800″ height=”530″/>

Abstrak grafis. Kredit: Satu Bumi (2022). DOI: 10.1016/j.oneear.2022.10.014

Pencakar langit mendominasi cakrawala kota, tetapi struktur berdinding kaca besar ini dapat dibuat lebih hemat energi melalui penambahan jendela fotovoltaik (PV) yang efisien secara termal, menurut analisis para peneliti di National Renewable Energy Laboratory (NREL).

Temuan mereka, diterbitkan dalam jurnal Satu Bumigaris besar aturan desain bangunan yang dapat menghasilkan struktur dengan konsumsi energi net-zero atau bahkan net-positif.

“Ada anggapan yang terbentuk sebelumnya tentang seperti apa bangunan hemat energi itu, dan biasanya tidak terlalu berlapis kaca, dan mungkin tidak terlalu tinggi,” kata Lance Wheeler, seorang ilmuwan di NREL yang berspesialisasi dalam mengintegrasikan teknologi PV ke dalam jendela. “Kami menemukan bahwa ada cara lain untuk membangun gedung dengan efisiensi tinggi.”

Wheeler adalah rekan penulis makalah baru, “Jendela fotovoltaik memotong penggunaan energi dan CO2 emisi sebesar 40% di gedung-gedung berlapis kaca,” tulisnya bersama saudara kembarnya, Vincent, asisten profesor di University of Wisconsin–Stout. Untuk melakukan analisis, saudara-saudara mengembangkan perangkat lunak yang disebut PVwindow yang memungkinkan pengguna membuat model desain jendela PV untuk simulasi bangunan.

Rekan penulis lainnya, semuanya dari NREL, adalah Janghyun Kim, Tom Daligault, Bryan Rosales, Chaiwat Engtrakul, dan Robert Tenent.

Jendela PV membuka tujuan peningkatan efisiensi energi gedung pencakar langit

Para peneliti di NREL menghitung penggunaan jendela PV di Denver dapat menghilangkan 2 juta kilogram emisi karbon dioksida setiap tahunnya. Kredit: Dennis Schroeder, NREL

Bangunan menyumbang lebih dari sepertiga konsumsi energi dunia dan hampir sama banyaknya dengan emisi karbon dioksida global. Tetapi dengan menggabungkan PV dengan teknologi jendela kinerja termal tinggi, bangunan baru dapat menjadi alat penting dalam memerangi perubahan iklim, catat para peneliti.

Gedung perkantoran modern menonjol karena fasad kacanya yang menjulang, tandingan dari hari-hari ketika mereka dibangun dari beton dan jendela panel tunggal. The Equitable Building di New York, misalnya, memiliki rasio jendela ke dinding sebesar 25%. Sebagai perbandingan, Bank of America Tower kota dibuka pada 2016, 101 tahun kemudian, dengan rasio 71%.

Para peneliti menganggap bangunan dengan rasio jendela-ke-dinding 95% —dijuluki “sangat mengkilap” —untuk sebagian besar analisis mereka untuk menggambarkan dengan jelas dampak kaca terhadap kinerja energi bangunan. Perbaikan dalam teknologi kaca seperti jendela tiga panel membantu meningkatkan efisiensi energi bangunan, tetapi sejauh ini belum diadopsi secara luas.

“Saya tidak ingin duduk di sini dan berkata kita harus membangun gedung-gedung berlapis kaca,” kata Lance Wheeler. “Kita harus membangun bangunan yang sangat efisien. Tetapi jika kita memilih untuk tetap membuat bangunan ini, kita harus mendamaikan kinerjanya yang lebih rendah, dan jendela PV adalah salah satu cara untuk melakukannya.”

Para peneliti mensimulasikan dampak dari tiga jenis teknologi kaca PV, termasuk teknologi PV yang dapat dialihkan dari NREL. Teknologi kaca yang berbeda diterapkan di sebuah gedung di delapan kota, masing-masing di iklim yang berbeda. Selain PVwindow, para peneliti juga mengandalkan platform perangkat lunak EnergyPlus dan OpenStudio.

Dengan begitu banyak jendela dan sinar matahari yang masuk, bangunan berlapis kaca harus mengeluarkan banyak energi untuk mendinginkan penghuninya. Jendela fotovoltaik (PV) menyediakan isolasi termal untuk bangunan dan menggunakan energi yang diserap untuk menghasilkan listrik. Selama satu tahun, para peneliti menemukan tren yang jelas dalam generasi PV di iklim dengan cuaca yang sangat berubah seiring dengan musim.

Simulasi mengungkapkan bahwa di Denver, misalnya, pembangkit PV di tempat dapat memotong setengah beban listrik bangunan rata-rata hari untuk struktur 12 lantai yang dilapisi kaca tebal. Mereka juga menentukan jendela PV di Denver dapat menghilangkan 2 juta kilogram emisi karbon dioksida setiap tahunnya.

Simulasi menunjukkan peningkatan kinerja secara bertahap untuk masing-masing dari tiga versi berbeda dari kaca PV yang dipelajari dan menunjukkan pengurangan konsumsi energi dan emisi karbon dioksida di delapan zona iklim.

Para peneliti menemukan penggunaan energi tanjakan ketika sebuah bangunan memiliki lebih banyak jendela daripada ruang dinding. Namun, penggunaan energi turun ketika rasionya dinaikkan dan termasuk kaca PV. Memang, tinggi lantai ke lantai yang lebih besar ditambah dengan kaca PV mengurangi penggunaan energi bangunan. Padukan kaca PV dengan panel fotovoltaik di bagian luar gedung—khususnya yang menghadap ke timur dan barat untuk menangkap sinar matahari pagi dan sore hari—dan gedung pencakar langit ini dapat mencapai nol bersih.

“Bayangkan sebuah cakrawala di, seperti, Kota New York di mana terdapat gedung-gedung tinggi yang seluruhnya terbuat dari kaca,” kata Wheeler. “Semuanya berlapis kaca. Freedom Tower memiliki jutaan kaki persegi kaca. Itu bisa menjadi pembangkit listrik itu sendiri.”

Kaca PV dapat dipasangkan dengan atap surya untuk meningkatkan jumlah listrik yang dihasilkan, dengan potensi untuk menghasilkan lebih banyak daya daripada yang dibutuhkan bangunan dengan menggunakan jendela PV efisiensi tinggi dan geometri bangunan yang unik, catat para peneliti. Transisi dapat mengatasi tujuan perubahan iklim tanpa mengorbankan kebebasan arsitektur dari fasad berlapis kaca.

Informasi lebih lanjut:
Vincent M. Wheeler et al, Jendela fotovoltaik memotong penggunaan energi dan emisi CO2 sebesar 40% pada bangunan berkaca tinggi, Satu Bumi (2022). DOI: 10.1016/j.oneear.2022.10.014

Disediakan oleh Laboratorium Energi Terbarukan Nasional

Kutipan: Jendela fotovoltaik membuka sasaran peningkatan efisiensi energi untuk gedung pencakar langit (2022, 23 November) diambil 24 November 2022 dari https://techxplore.com/news/2022-11-photovoltaic-windows-goal-energy-efficiency.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.





Source link

Share :

Baca Juga

ENERGY

Indonesia Power Mengembangkan Pusat Pengendalian Aset Pembangkit REOC
Para peneliti memperkenalkan langkah baru dalam proses untuk menyimpan sisa limbah elektronik

ENERGY

Para peneliti memperkenalkan langkah baru dalam proses untuk menyimpan sisa limbah elektronik
Operator pipa AS mungkin membutuhkan waktu berjam-jam untuk menghentikan kebocoran di California

ENERGY

Operator pipa AS mungkin membutuhkan waktu berjam-jam untuk menghentikan kebocoran di California
NTPC berencana untuk menginvestasikan Rs 2,5 crore dalam energi terbarukan, Berita Energi, ET EnergyWorld

ENERGY

NTPC berencana untuk menginvestasikan Rs 2,5 crore dalam energi terbarukan, Berita Energi, ET EnergyWorld
Arsip Global Dokumen Energi Terbarukan Bersejarah

ENERGY

Arsip Global Dokumen Energi Terbarukan Bersejarah
Facebook menandatangani pembelian energi terbarukan pertama di India, Energy News, ET EnergyWorld

ENERGY

Facebook menandatangani pembelian energi terbarukan pertama di India, Energy News, ET EnergyWorld
Bank Prancis lebih ramah lingkungan, dan JPMorgan mendapat manfaat dari bahan bakar fosil, Energy News, ET Energy World

ENERGY

Bank Prancis lebih ramah lingkungan, dan JPMorgan mendapat manfaat dari bahan bakar fosil, Energy News, ET Energy World
Pengisian sendiri, perangkat ultra-tipis yang menghasilkan listrik dari kelembaban udara

ENERGY

Pengisian sendiri, perangkat ultra-tipis yang menghasilkan listrik dari kelembaban udara