ОПТИМІЗАЦІЯ РОЗТАШУВАННЯ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ МОДУЛІВ НА ОГОРОДЖУВАЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЯХ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНИХ БУДІВЕЛЬ

Анотація

При реконструкції (термомодернізації) існуючих  і проектуванні нових енергоефективних будівель постає задача підвищення ефективності використання геліосистем (колекторів і фотоелектричних модулів). Вони можуть забезпечувати будівлю  гарячим водопостачанням, опаленням та електричною енергією.

Проведений аналіз показав, що підвищення ефективності використання геліосистем також можливе за рахунок оптимізації просторової орієнтації геліоприймачів, які можуть бути як суміщені з огороджувальними конструкціями будівель, так і  розташованими окремо.

При неможливості зміни орієнтації будівлі постає задача оптимізації орієнтації геліоприймачів за рахунок відповідного їх розташування на гранях будівлі, що можливо зробити, використовуючи розроблені полярні моделі залежності надходження СР Q_сркі на геліоприймач від азимута A_б при заданому куті нахилу ω (Q_сркі= f(A_б), при ω = const  та  для фотоелектричного модуля – Е_і = f(A_б) при ω = const). Для визначення оптимального розташування геліоприймачів на огороджувальних конструкціях розроблено пакет прикладних програм Gelioopt.

Розроблено площинні полярні моделі надходження тепла від сонячної радіації залежно від азимутальної орієнтації Q_ксрі = f(A_б) при ω = const (кут нахилу  0, 15, 30, 45, 60, 75, 90°). У центрі моделі виділено зону для розташування креслень будівлі  (плану поверху або плану даху).

Розроблено типи геометричних моделей надходження сонячної радіації на поверхні геліоприймачів і фотоелектричних модулів,  моделі енергонадходження за рахунок перетворення сонячної радіації на теплову або електричну енергію.

Запропоновано методику та графічний спосіб розв’язання  задач щодо  оптимального розташування геліоприймачів на їх гранях будівель.

Суміщуючи креслення будівлі з геометричною моделлю надходження сонячної радіації на геліоприймач, проводяться нормалі до грані будівлі та визначається величина надходження сонячної енергії на грань геліоприймача.

Використовуючи креслення енергоефективної будівлі, план поверху та план даху, можливо визначити рівень перетвореної (теплової) енергії при розташуванні геліоприймачів на її гранях.  При цьому геліоприймачі можуть бути розташовані на схилах даху будівлі та стінах, модель Q_ксрі = f(A_σ) при     ω = const.

Ключові слова: енергоефективні будинки, геліоприймач, геометрична модель, сонячна радіація,  фотоелектричні модулі, графічний спосіб, полярна модель, термомодернізація, архітектурне проектування.