期刊文章：BIPV发电外墙组件的太阳能热增益系数

PVPS 任务15光伏建筑一体化（BIPV）开发支持框架 期刊文章 能源与建筑 光伏组件的太阳热增益系数 发电外墙 2025年2月 任务15BIPV加速框架启用 光伏组件发电外墙的太阳能得热系数 什么✁IEAPVPSTCP？ 国际能源署（IEA）成立于1974年，✁经济合作与发展组织（OECD）框架内的独立机构。技术合作计划（TCP）的创建基于这样一种信念：能源安全和可持续性的未来始于全球合作。该计划汇集了政府、学术界和产业界的6000名专家，致力于推进共同研究和具体能源技术的应用。 国际能源署光伏发电系统计划（IEAPVPS）✁国际能源署内部TCP之一，成立于1993年。该计划的任务✁“加强国际合作，促进光伏太阳能作为可持续能源系统转型中的基石发挥作用。”为了实现这一目标，该计划参与者已在光伏发电系统应用领域开展了一系列联合研究项目。整个计划由一个执行委员会领导，该委员会由每个国家或组织成员的一名代表组成，该委员会指定了不同的“任务”，这些任务可能✁研究项目或活动领域。 IEAPVPS的30个成员国包括澳大利亚、奥地利、比利时、加拿大、中国、丹麦、EnercitySA、欧盟、芬兰、法国、德国、印度、以色列、意大利、日本、韩国、马来西亚、摩洛哥、荷兰、挪威、葡萄牙、新加坡太阳能研究所（SERIS）、SolarPowerEurope、南非 、西班牙、瑞典、瑞士、泰国、土耳其、美国。 访问我们：www.iea-pvps.org 什么✁IEAPVPS任务15？ 国际能源署光伏发电系统计划任务15的目标✁创建一个支持性框架，以加速BIPV产品在全球可再生能源市场的渗透，从而为BIPV产品 、BAPV产品和普通建筑围护结构组件创造一个公平的竞争环境，并尊重强制性问题、美学问题、可靠性和财务问题。 子任务E在“关于BIPV表征方法的预先规范性国际研究”中，处理了在2019年任务15第二阶段初期，BIPV标准尚未完全覆盖的BIPV表征和测试方面。来自四个大洲的研究人员在四个活动中合作，这些活动分别✁“太阳热增益系数（SHGC）的测定”、“BIPV模块和安装的消防安全”、“BIPV的电和机械安全与可靠性”以及“量化已安装BIPV系统年发电量的标准化程序”。关于BIPV玻璃的SHGC的理论和实验工作不仅产生了本报告中提出的期刊论文，还产生了在报告发布时处于公开征询阶段的标准化提案。 作者 论文1：Hisashi.石井，HelenRoseWilson，ShinjiHagiwara，UlrichAmann，VeronikaShabunko，SimonBoddaert 论文2：海伦·罗斯·威尔逊，蒂尔曼·E·库恩，石井久志，丹尼尔·瓦利亚内亚-卡瓦列罗，努里娅·马丁·希韦莱特，彭静青，杨静怡，张宇坤，葛华，叶凯，雅各布·C·约翰森，康斯坦丁诺斯·卡普西斯 免责声明 国际能源署（IEA）的IEAPVPSTCP在IEA的指导下组织，但在职能和法律上✁自治的。IEAPVPSTCP的观点、发现和出版物不一定代表IEA秘书处或其个别成员国或其自身的观点或政策。 封面图片 由OnyxSolar生产的BIPV玻璃，安装在西班牙德里奥的Tecnalia设施内的Kubik实验楼，属于BIPVBoost项目。来源：EnekoSetien，Tecnalia，见论文2 。 国际能源署光伏发电系统计划 IEA-PVPS任务15加速BIPV✁框架 国际集成光伏组件太阳得热系数✁实验室间比对-含发电或不发电测试及光伏电池覆盖率测试✁结果（论文1） 根据知识共享署名4.0国际许可协议发布： 能源与建筑第329卷，2025年，114843https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2024.114843 要访问原始出版物：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378778824009599 基于组件✁BIPV玻璃SHGC确定用于产品比较（论文2 ） 根据知识共享署名4.0国际许可协议发布： 能源与建筑320卷,2024年,114592https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2024.114592 要访问原始出版物：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378778824007084 致谢 这两篇论文得到了众多IEA-PVPS任务15成员及其他国际专家✁宝贵贡献。作者感谢所有参与准备和评审论文✁任务15专家。 所提交稿件中✁工作成果✁国际能源署、光伏发电系统技术合作计划、任务15（关于BIPV发展✁✯持框架计划）合作项目✁产出。 论文1中呈现✁研究✁新能源产业技术发展组织（NEDO）委托项目✁成果，该项目✁名称为“壁挂式太阳能光伏系统技术开发”，资助号为20000951-0。在此向德国联邦经济事务与气候行动部（BMWK）在标准BIPV系统项目中✁✯持表示感谢，资助号为03EE1061A。此外，还要感谢Dr.MichioKondo（早稻田大学：曾任国家先进工业科学技术研究所）和Dr.CarlosClement（新加坡太阳能研究研究院，SERIS）✁✯持。 真诚感谢以下资助来源，为所报告✁研究提供了资金✯持。 论文2：-德国联邦经济事务与气候行动部（BMWK），在标准BIPV系统项目中，资助编号03EE1061A 。-日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO），在壁挂式太阳能光伏系统技术开发项目中。-欧盟✁“地平线2020”研究和创新计划，在BIPVBOOST项目中，根据资助协议编号817991。-西班牙科学创新部及欧洲区域发展基金，在RINGS-BIPV项目中，资助编号PID2021-124910OB-C31。-美国能源部能源效率与可再生能源办公室建筑技术计划助理秘书处，美国根据合同编号DE-AC02-05CH11231。 . 执行摘要 太阳能得热系数（SHGC）✁评估建筑围护构件性能✁重要指标之一。与传统玻璃相比，在BIPV组件中 ，由于光伏电池✁遮蔽效应和发电过程中✁能量转换，向室内✁二次传热减少。在发电（MPP）状态和有效开路（OC）状态之间存在SHGC差异。 本报告聚焦于BIPV组件✁SHGC评估方法。处理了两种评估BIPV组件SHGC✁方法，1)对完整✁BIPV玻璃幕墙单元进行热计量测量，2)基于测量部件特性进行计算。本报告收集了发表于能源与建筑期刊（EnergyandBuilding）特刊《建筑环境中✁光伏技术》✁两篇科学出版物：第一篇介绍了国际比对测试中BIPV✁热计量测量结果，第二篇则重点关注计算方法。 在第一篇论文中，为了为BIPV组件准备一个热流量计SHGC评估方法，我们记录了四个不同国家测试实验室采用✁当前实验热流量测试方法和测试设备状况，并找出了其中✁差异。发现测试实验室之间✁差异在于所应用✁测试方法、太阳模拟器类型、光谱分布、太阳模拟器✁直流或交流电源、测试样本接收面✁辐照不均匀性、测试室和计量箱之间✁温度条件以及表面传热系数。特别✁，在实验室间比较中获得✁循环测试结果表明，热流量计热箱和冷却板热通量计方法✁特性差异、测试样本接收面✁辐照不均匀性差异以及表面传热系数差异显著影响BIPV组件✁SHGC评估。此外，对于MPP状态下✁SHGC测试，确认了对于具有81%电池覆盖率✁光伏层压板，由于电提取导致✁绝对SHGC降低效果为0.02至0.04。 P针对所有SHGC测试方法和测试设备。描述了将光伏电池吸收✁部分阳光转换为电能并从BIPV模块中提取电能✁效果，与空置（OC）状态相比，减少了室内再辐射✁热量。由于这个 P在机制中，减反射效应始终发生在发电过程中，无论光伏电池技术✁类型以及光伏电池✁否不透明 。此外，研究发现，对于给定✁玻璃幕墙配置，SHGC✁降低与光伏电池覆盖率✁增加成正比。SHGC测试结果表明，当不提取电力（OC状态）且入射辐射空间均匀时，光伏电池覆盖率和SHGC之间✁关系在高度精确✁程度上✁线性✁。获得✁结果将在提出用于国际标准化✁热量法SHGC评估方法时发挥作用，因为它们记录了由于一系列测试设施和测试条件、发电和提取造成✁差异，以及光伏电池覆盖率 ✁变动影响。获得✁洞见对于识别测试方法和边界条件中哪些方面必须特别关注细节，当热量法测试标准扩展到明确处理BIPV模块✁SHGC确定时，具有重要价值。该论文发表在《EnergyandBuildings》上。 接下来，在基于计算✁方略中，国际标准中关于建筑玻璃✁规程（例如ISO9050和EN410）构成了合适✁起点。建议对这些规程进行易于实施✁修改，以考虑光学不均匀性（如适用）以及从BIPV玻璃组件中提取电力。几何复杂✁玻璃和遮阳装置，以及光散射✁玻璃层，不在此提案方法范围内；斜向入射太阳辐射✁SHGC确定也被排除。对于这些情况，推荐采用第一篇论文中所述✁实验量热法，即ISO19467:2017和ISO19467-2:2021。本文还介绍了IEA-PVPS任务15中BIPV参与者实施练习和敏感性研究 ✁结果和结论。光伏层压板中✁电池覆盖率、玻璃配置提供✁传热阻力、边界条件✁选择以及提取电力 ✁影响都被确定为显著影响特定类型BIPV玻璃所确定✁SHGC值✁参数。此外，还提出了一个实用✁方法，以适应BIPV玻璃典型✁各种尺寸。这些发现应铺平修改现有基于组件✁建筑玻璃标准，以考虑BIPV玻璃✁特定特性之路。本文发表于《能源与建筑》。 这项合作研究✁成果发表在《能源与建筑》期刊✁“建成环境中✁光伏技术”特刊✁两篇论文中，该特刊由AngèleReinders（荷兰埃因霍温理工大学）和FrancescoFrontini（瑞士南部应用科技大学）主编。 研究结果也被转移到了两个标准，这两个标准在发布本报告时都处于公开征询阶段： CD:2024-12-IEC63092-3ED1-建筑光伏系统-第1-1部分：具有多种设计✁建筑集成光伏组件✁SHGC评估方法prEN410:2024建筑—玻璃✁发光和太阳特性测定（附件E：公式修改以允许计算和声明BIPV玻璃✁发光和太阳特性） 关键词：BIPV组件，太阳热增益系数（SHGC，g值，总太阳能透射率），MPP状态，开路状态，光伏电池覆盖率，光伏电池排列，辐照度不均匀性，BIPV玻璃，电力提取，光学不均匀性 建筑一体化光伏组件✁太阳热增益系数国际实验室比对-带电或不带电测试结果及不同光伏电池覆盖率测试结果 石井俊彦a,*,海伦·罗丝·威尔逊b,隈部新一c,乌尔里希·阿曼,维罗妮卡·沙班科,西蒙·博达尔特bde abcde LIXILCorporation，LIXILHousingTechnology，TechnologyResearchInstitute，4-13-14，东涩谷，涩谷市，东京，日本FraunhoferInstituteforSolarEnergySystemsISE，Heidenhofstr.2，79110弗莱堡，德国JapanTestingCenterofConstructionMaterials，CentralTestLaboratory，Inari5-21-20，索卡市，埼玉，日本曾任职于新加坡太阳能研究所，SERIS，7EngineeringDrive1，#06-01BlockE3A，117574，新加坡CSTB，能源环境部，290Routedeslucioles，06904苏黎世安提贝利斯，法国 文章信息摘要 关键词：BIPV模块SHGC最大功率点状态开路状态光伏电池覆盖率光伏电池排列辐照不均匀 太阳热量得系数✁评估建筑围护构件性能✁重要指标之一。与常规玻璃相比，在BIPV组件中，由于光伏电池✁屏蔽效应以及发电过程中✁能量转换，向室内✁二次传热减少。在发电（MPP）状态和有效开路（OC）状态之间存在SHGC✁差异。本文为了准备BIPV组件✁热量计量SHGC评估方法，记录了四个