USE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC PANELS INTEGRATED INTO WINDOW STRUCTURES

In the realities of modern Ukraine, it is very important to look for ways to save energy, improve energy efficiency and reduce energy consumption in buildings while maintaining a proper quality of life. The article provides a review on researches of solar photovoltaic panels integrated into window s...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2024
Автори:	Basok , B., Novitska , M., Veremiichuk , Y., Homan , Y.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2024
Теми:	photovoltaic panel energy saving building-integrated photovoltaic module transparency of window struc-tures.
Онлайн доступ:	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/472
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Vidnovluvana energetika
Завантажити файл:

Репозитарії

Vidnovluvana energetika

_version_	1871103797090058240
author	Basok , B. Novitska , M. Veremiichuk , Y. Homan , Y.
author_facet	Basok , B. Novitska , M. Veremiichuk , Y. Homan , Y.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "B. Basok ", "institution": "Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine" }, { "author": "M. Novitska ", "institution": "Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine" }, { "author": "Y. Veremiichuk ", "institution": "Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine" }, { "author": "Y. Homan ", "institution": "Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine" } ]
author_sort	Basok , B.
baseUrl_str	https://ve.org.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T06:32:20Z
description	In the realities of modern Ukraine, it is very important to look for ways to save energy, improve energy efficiency and reduce energy consumption in buildings while maintaining a proper quality of life. The article provides a review on researches of solar photovoltaic panels integrated into window structures, i.e. ways of effective application of BIPV panels. Factors such as electricity generation, energy saving potential, and window transparency control are considered. The influence of these factors on the efficiency of translucent structures is analyzed. It is concluded that the integration of photovoltaic modules into the building facade modules is a promising direction; it makes sense to install windows with integrated photovoltaic modules when the window size is large, namely, when the window-wall area ratio is more than 30%. Darkening of the room when installing windows with translucent photovoltaic modules on the south side of buildings helps to increase the comfort of staff in office premises in summer. For widespread adoption of this technology, it is necessary to increase the efficiency of such BIPV modules. The introduction of this technology may be attractive for the reconstruction and restoration of buildings after a full-scale military invasion. Electricity produced by BIPV panels contributes to the autonomy and dispersion of power generation in the conditions of bombing of power facilities and blackouts of the martial law economy, and, subject to widespread use in the individual and private sector and the use of the benefits of the "green" tariff, is an economically attractive solution that enhances the country's energy security.
doi_str_mv	10.36296/1819-8058.2024.3(78).69-75
first_indexed	2025-07-17T11:39:35Z
format	Article
fulltext	69 Відновлювана енергетика. №3/2024 \| Сонячна енергетика УДК 621.311.243 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2024.3(78)69-75 ВИКОРИСТАННЯ СОНЯЧНИХ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ ПАНЕЛЕЙ, ІНТЕГРОВАНИХ У ВІКОННІ КОНСТРУКЦІЇ БУДІВЕЛЬ Отримано 08 cер. 2024 р.; рекомендовано до публікації 16 вер. 2024 р. Доступно онлайн 01 жов. 2024 р. Басок Б. І.1, Новіцька М. П.2, Веремійчук Ю. А.3, Гоман Є. І.4 Автор для кореспонденції: Новіцька Марина, e-mail: mmarina@ukr.net У реаліях сучасної України дуже важливо шукати шляхи для енергозбереження, підвищення енергоефективності та ско- рочення споживання енергії будівлями при збереженні рівня належної якості життя. У статті наведено огляд сучасних робіт щодо сонячних фотоелектричних панелей, інтегрова- них у віконні конструкції, тобто шляхи ефективного застосування BIPV-панелей. Розглянуто такі фак- тори, як генерація електричної енергії, потенціал енергозбереження та регулювання прозорості вікон. Проаналізовано вплив цих факторів на ефективність світлопрозорих конструкцій. Зроблено висновки, що інтеграція у фасад будівлі фотоелектричних модулів є перспективним напрямом; встановлювати вікна з інтегрованими фотоелектричними модулями доцільно, якщо вікна великі, а саме, якщо відсот- кове відношення площ вікна й стіни більше 30 %. Затемнення приміщення в разі встановлення вікон з напівпрозорими фотоелектричними модулями на південній стороні будівель сприяє підвищенню ком- форту персоналу в офісних приміщеннях влітку. Для широкого впровадження цієї технології необхідно збільшувати ефективність таких BIPV-модулів. Впровадження цієї технології може бути привабливим під час реконструкції та відновлення будівель після завершення повномасштабного воєнного вторг- нення. Вироблена за допомогою BIPV-панелей електрична енергія забезпечує автономність і розосере- дженість електрогенерації в умовах бомбардувань енергооб’єктів та блекаутів воєнного стану еконо- міки, а за умови широкого застосування в індивідуально-приватному секторі й використання переваг «зеленого» тарифу є економічно привабливим рішенням, що посилює енергетичну безпеку країни. Ключові слова: BIPV-панель, енергоефективність, інтегрований в будівлю фотоелектричний модуль. USE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC PANELS INTEGRATED INTO WINDOW STRUCTURES Received Aug. 08, 2024; accepted Sep. 16, 2024 Available online Oct. 01, 2024 Basok B.1, Novitska M.2, Veremiichuk Y.3, Homan Y.4 Author for correspondence: Novitska Marina, e-mail: mmarina@ukr.net In the realities of modern Ukraine, it is very important to look for ways to save energy, improve energy efficiency and reduce energy consumption in buildings while maintaining a proper quality of life. The article provides a review on researches of solar photovoltaic panels integrated into window structures, i.e. ways of effective ap- plication of BIPV panels. Factors such as electricity generation, en- ergy saving potential, and window transparency control are considered. The influence of these factors on the effi- ciency of translucent structures is analyzed. It is concluded that the integration of photovoltaic modules into the 1 д-р. техн. наук, проф. https://orcid.org/0000-0002-8935-4248 2 канд. техн. наук https://orcid.org/0000-0003-2867-101X 3 канд. техн. наук https://orcid.org/0000-0001-8018-6332 4 аспірант https://orcid.org/0009-0003-3071-424X 1, 2, 3, 4 Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ, Україна 1 Dr. of Science, prof. https://orcid.org/0000-0002-8935-4248 2 Cand. of Science https://orcid.org/0000-0003-2867-101X 2 Cand. of Science https://orcid.org/0000-0001-8018-6332 4 Postgraduate https://orcid.org/0009-0003-3071-424X 1, 2, 3, 4 Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine 70 Відновлювана енергетика. №3/2024 \| Сонячна енергетика building facade modules is a promising direction; it makes sense to install windows with integrated photovoltaic modules when the window size is large, namely, when the window-wall area ratio is more than 30%. Darkening of the room when installing windows with translucent photovoltaic modules on the south side of buildings helps to increase the comfort of staff in office premises in summer. For widespread adoption of this technology, it is necessary to increase the efficiency of such BIPV modules. The introduction of this technology may be attractive for the reconstruction and restoration of buildings after a full-scale military invasion. Electricity produced by BIPV panels contributes to the autonomy and dispersion of power generation in the conditions of bombing of power facilities and blackouts of the martial law economy, and, subject to widespread use in the individual and private sector and the use of the benefits of the "green" tariff, is an economically attractive solution that enhances the country's energy security. Keywords: photovoltaic panel, energy saving, building-integrated photovoltaic module, transparency of window structures. Перелік використаних скорочень та позначень: СЕС – сонячна електрична станція PV – фотовольтаїка BIPV – інтегрована в будівлю PV-панель Вступ. В Україні за роки незалежності кінцеве споживання енергії зменшилося більш ніж утричі; частка споживання енергії в будівлях зросла майже вдвічі й досягла 38 % об- сягу загального споживання, перевершила промисловість і стала найбільшим споживачем у країні [1]. В реаліях воєн- ного стану сучасної України дуже важливо шукати шляхи для енергозбереження, підвищення енергоефективності та скорочення споживання енергії будівлями при збере- женні належного рівня якості життя. Наявна практика фун- кціонування енергетики в умовах бомбардувань її інфра- структури та блекаутів показала, що енергетична безпека кінцевого споживача може бути досягнута за допомогою розосереджених відновлювальних джерел енергії. Висо- кий енергетичний потенціал сонячного випромінювання в Україні достатній для впровадження електроенергетич- ного обладнання практично по всій території країни [2]. За результатами наукових досліджень теоретично встанов- лена потужність сонячних електростанцій (СЕС) становить 82 768 МВт, а річний потенціал вироблення електричної енергії СЕС в Україні – близько 100 млрд кВт·год/рік [3, 4]. Серед різних типів відновлюваних джерел енергії фотое- лектричну генерацію можна вважати однією з найперспе- ктивніших технологій за рахунок тенденції до зниження ва- ртості фотоелектричних панелей та підвищення ефективності сонячних елементів [5]. У роботі [6] автори наголошують, що відновлювана енергія може відігравати фундаментальну роль у декарбонізації енергії, що викори- стовується для опалення, вентиляції та кондиціонування будівель [6]. Одним із прикладів застосування відновлюва- льних джерел енергії в будівлі є розміщення сонячних па- нелей на даху будівлі [7] або інтеграція їх у фасад будівлі [8] та у віконні конструкції [9–13]. Аналіз технологій фотое- лектричного перетворення сонячного випромінювання на електричну енергію та перспективи їх використання наве- дено в роботі [14]. Ринок інтегрованих у фасад будівлі фотоелектричних модулів стрімко розвивається. Одним із напрямів такої інтеграції є безпосередня інтеграція фотовольтаїки у віконні конструкції. До переваг таких BIPV-вікон можна віднести генерацію електричної енергії, відсутність не- обхідності встановлювати додаткові конструкції для мо- нтажу фотовольтаїки, зменшення потреби в охоло- дженні приміщення влітку, регулювання освітлення приміщення та запобігання ефекту засвітлення, відсут- ність необхідності в зміні зовнішнього вигляду будівлі під час монтування таких конструкцій. Однак така інтег- рація має й недоліки, як-от: зависока вартість; менша ефективність світлопрозорих модулів (порівняно з не- прозорими); крім того, взимку затемнення, що спричи- нене фотовольтаїкою, заважає проникненню сонячного світла і тепла, що збільшує потребу в нагріванні примі- щення. Існують також проблеми з накопиченням елект- ричної енергії, піковим характером генерації та її рівно- мірним використанням. Відповідно, вироблену в такий спосіб електричну енергію має використовувати кінце- вий споживач. Тому існує потреба в створенні ефектив- ної системи акумулювання та використання отриманої електроенергії, що і реалізовано інтегрованими у вікна фотоелектричними BIPV-модулями. Для виготовлення фотовольтаїчних модулів, що інтегру- ються у віконні конструкції, зазвичай використовують тонкоплівкові фотовольтаїчні елементи (зокрема з амо- рфного кремнію, телуриду кадмію, селеніду міді-ін- дію-галію, органічні напівпровідники, елементи Грет- целя). Для інтеграції у віконні конструкції здебільшого використовують прозорі тонкоплівкові фотоелементи або органічні напівпровідники. В деяких випадках вико- ристовують непрозорі елементи, що обумовлено їх бі- льшою ефективністю. Проходження денного світла при цьому досягається за рахунок розташування проміжків між елементами. Мета і завдання Метою цієї роботи є огляд сучасних досліджень щодо інтегрованих у віконні конструкції фотоелектричних 71 Відновлювана енергетика. №3/2024 \| Сонячна енергетика BIPV-елементів, їх потенціалу генерації електроенергії, обсягів енергозбережнення, впливу на освітленість при- міщення та комфорт людини в ньому. Генерація електроенергії та потенціал енергозбере- ження Оцінка ефективності віконних конструкцій із вбудова- ними фотоелектричними BIPV-модулями є предметом багатьох досліджень [9–13]. Таку оцінку проводять або на основі експериментальних вимірювань, або за допомо- гою моделювання в різних видах програмного забезпе- чення. Аналіз програмного забезпечення та інструментів для моделювання сонячних електростанцій, зокрема ін- тегрованих фасадних BIPV-систем, розглянуто в [7]. Автори [9] в своїй роботі представили розробку двох на- півпрозорих фотоелектричних модулів на основі амор- фного кремнію (рис. 1). Вони експериментально порів- няли генерацію електрики від модуля, виготовленого з використанням прозорого аморфного кремнію, з анало- гічним модулем із непрозорого аморфного кремнію, тильна сторона якого прорізана лазером для пропус- кання світла в приміщення (рис. 1). Через вищий опір прозорий аморфний кремній має меншу адсорбційну здатність, ніж непрозорий. Автори дійшли висновку, що напівпрозорий фотовольтаїчний модуль має більший середньорічний вихід електричної енергії, ніж аналогіч- ний модуль із непрозорими властивостями фотоелект- ричного елементу. б (b) Рис. 1. Фронтальні зображення вікон, виготовлених із аморфного кремнію, що представлені в роботі [9]: а – прозорий модуль; б – модуль, виготовлений із непро- зорого матеріалу, з прорізами. Тильна сторона мо- дуля з непрозорого матеріалу показана в правому верхньому куті рисунка Fig. 1. Frontal images of windows made of amorphous silicon, presented in [9]: a – transparent module; b – module made of opaque material, with slots. The rear side of the module made of opaque material is shown in the circle У роботі [10] крім іншого наведено параметричний ана- ліз оцінки кількості виробленої напівпрозорим фотоеле- ктричним модулем енергії та середньорічну кількість спожитої будівлею енергії для п’яти кліматичних зон Ки- таю. Як параметри було розглянуто коефіцієнт скління будівлі та відсоток вікна, зайнятий напівпрозорим фото- електричним модулем. Аналіз впливу напівпрозорого фотовольтаїчного модуля з телуриду кадмію на опа- лення, освітлення та охолодження будівлі виконувався на основі моделювання в програмному забезпеченні EnergyPlus. Автори дійшли висновку, що встановлення напівпрозорого фотоелектричного модуля з телуриду кадмію може підвищити енергозбереження будівлі за умови великого коефіцієнта скління будівлі (співвідно- шення площ вікна і стіни >30 %). Також автори не реко- мендують встановлювати напівпрозорий фотоелектри- чний модуль із телуриду кадмію при малій площі скління (співвідношення площ вікна і стіни <30 %). Якщо площа скління висока (співвідношення площ вікна і стіни >45 %) і більша частина скління покрита напівпро- зорою фотовольтаїкою, і при цьому частина скла зали- шається прозорою, то таке рішення забезпечує найме- нше енергоспоживання в усіх протестованих кліматичних умовах, а саме, коли коефіцієнт скління стіни дорівнює 0,75, а площа фотоелектричного елеме- нта в світлопрозорій конструкції – 80 %. Місце розмі- щення прозорої частини в склінні з інтегрованою напів- прозорою фотовольтаїкою має вплив на енергоефективність. Авторами запропоновано розта- шовувати прозору частину на рівні вище середнього для вікон із фотоелектричним BIPV-модулем, що містять не- велику прозору частину. У роботі [12] проводили оцінку енергоефективності двох типів фотоелектричних елементів (рис. 2), а саме, елементів із напівпрозорого аморфного кремнію та не- прозорого кристалічного кремнію, що мав прозорі про- міжки. Аналіз проводився на основі моделювання за до- помогою програмного забезпечення LBNL Optics 6, WINDOW 6.3, TRNsys. Валідацію методики розрахунків здійснювали за допомогою експериментальних дослі- джень, що були проведені в University of Patras, Греція. Польові дослідження тривали протягом одного року. Автори показали, що залежно від інтенсивності інсоля- ції та фотоелектричної технології, що застосовувалась, температура всередині тестового приміщення зменшу- валась на 0,5–2 °С у порівнянні зі стандартним склінням. Температура на поверхні скління з інтегрованими фото- електричними плівками збільшувалась на 2–6 °С порів- няно з прозорим склом. Найбільші значення темпера- тури було зафіксовано влітку на зовнішньому склі вікна, вони досягали 45 °С. Автори зробили висновок, що вікна з інтегрованими фотоелектричними модулями знижу- ють потребу в енергії на кондиціонування, але водночас збільшують потребу в опаленні (кілька місяців у зимо- вий період). У статті наведено кількісні середньомісячні показники для випадків з увімкненим режимом вироб- лення енергії та без нього. Крім того, автори визначали оптимальну площу покриття віконної конструкції фотое- лектричною плівкою і зробили висновок, що для фотое- лектричної плівки з аморфного кремнію оптимальним є покриття 100 % віконного скління, а для непрозорого кристалічного кремнію оптимальним є покриття 80 % поверхні. 72 Відновлювана енергетика. №3/2024 \| Сонячна енергетика Рис. 2. Вікна, що аналізувались в [12]: а – фотоелектричне вікно на основі аморфного кремнію; б – фотоелек- тричне вікно з кристалічним кремнієм та проміжками між ним; в – базове вікно з прозорим склінням Fig. 2. Windows analyzed in [12]: a – photovoltaic window based on amorphous silicon; b – photovoltaic window with crystalline silicon and gaps between them; c – basic window with transparent glazing Автори роботи [13] на основі результатів моделювання за допомогою декількох типів програмного забезпе- чення проаналізували пікове навантаження, викорис- тання енергії будівлею та виробництво енергії інтегро- ваною у вікна фотовольтаїкою для чотирьох напрямків орієнтації вікон (північ, південь, схід, захід). Досліджу- вана будівля була розташована в м. Хьюстон, Техас. Ві- кна, орієнтовані на південь, мали найбільший потен- ціал для генерації електрики та зниження витрат енергії на кондиціонування. Східне розташування по- казало більше середньорічне збереження енергії, що витрачається на освітлення. При порівнянні базової моделі з прозорими вікнами з моделлю, що мала інте- гровану фотовольтаїку, вікна з фотовольтаїкою мали потенціал енергозбереження від 12 до 21 %, та 14– 26 % зниження витрат енергії на кондиціонування. Па- раметричний аналіз стосовно співвідношення площ скління і стіни для вікон із фотовольтаїкою показав, що більші вікна мають більший потенціал для середньорі- чного збереження енергії. Регулювання прозорості вікон Для зменшення потреби в кондиціонуванні в південних регіонах широко розповсюджено практику встанов- лення затемнюваних елементів, як-от жалюзі, карнизи, ролети. Функцію затемнення досить якісно можуть ви- конувати інтегровані у вікна фотоелектричні елементи. Як приклад такої інтеграції можна навести інсталяцію елементів Гретцеля на фасадних вікнах SwissTech Convention Center (рис. 3) [8]. Дослідження щодо впливу елементів фотовольтаїки, інтегрованих у вікна, на освітленість приміщення наве- дено в [11]. У роботі представлено чотири типи фото- вольтаїчних елементів (рис. 4), а саме, напівпрозорі то- нкі плівки телуриду кадмію з 10 та 50 % прозорості, й кристалічні кремнієві елементи з перехрещеними складними параболічними концентраторами та без них. Аналіз було проведено за умови розташування у вікні офісу на південному боці будівлі при різних спів- відношеннях площ вікна і стіни. Результати отримано на основі моделювання в програмному забезпеченні RADIANCE. В результаті автори дійшли висновку, що ві- кно з кристалічним кремнієвими комірками та перех- рещеними складними параболічними концентрато- рами (рис. 4, д (e)) має потенціал для впровадження оптимального денного освітлення приміщення порів- няно зі стандартним двокамерним склопакетом та ін- шими зразками, що розглядались, за умови відсотко- вого відношення площ вікна і стіни 60 і 75 %. Рис. 3. Інсталяція – елементи, що інтегровані у фасад SwissTech Convention Center [8] У роботі [9] (рис. 1) також розглядалось питання регулю- вання прозорості вікон, але в аспекті кольору. Одною з характерних властивостей тонких плівок, виготовлених із аморфного кремнію, є червонуватий відтінок виробів (такий як в роботах [10, 12]), що може спричинити емо- ційну нестабільність людей, які перебувають у примі- щенні з такими вікнами. Тому автори представили два типи підкладок, що змінюють колір виробу на більш нейтральний. 73 Відновлювана енергетика. №3/2024 \| Сонячна енергетика а(a) б (b) в (c) г (d) д (e) Рис. 4. Схематичне зображення віконних конструкцій, розглянутих в роботі [11]: а – звичайний двокамерний склопакет; б – склопакет з плівкою з телуриду кадмію, що має 10 % прозорості; в – склопакет з плівкою з те- луриду кадмію, що має 50 % прозорості; г – кристалічні кремнієві елементи; д – кристалічні кремнієві еле- менти і перехрещеними складними параболічними концентраторами Щодо освітленості й комфорту людини в приміщенні ав- тори [10] розглядали такий показник, як небажаний від- блиск, що спонукає людину закрити вікно й увімкнути штучне освітлення. Автори наголошують, що небажаний відблиск може бути значною мірою усунутий за допо- могою інтеграції у вікна напівпрозорої фотовольтаїки. Крім того, найбільш енергоефективний дизайн із тих, що розглядався авторами, з більшою долею площини ві- кна, покритою фотовольтаїкою, забезпечує оптималь- ний розподіл сонячного світла в приміщенні. Та якщо брати до уваги загальне енергоспоживання, то віконні конструкції великого розміру, що покриті напівпрозо- рою фотовольтаїкою з невеликою часткою прозорого скла, можуть мати більше переваг. Висновки Інтеграція у фасад будівлі фотоелектричних BIPV-моду- лів є перспективним напрямом містобудування. Устано- влювати вікна з інтегрованими фотоелектричними BIPV- модулями доцільно, якщо вікна великі, а саме, якщо відсоткове відношення площ вікна й стіни більше 30 %. Затемнення приміщення в разі встановлення вікон із на- півпрозорими фотоелектричними BIPV-модулями на пі- вденній стороні будівель сприяє збільшенню комфорту людей в офісних приміщеннях у літній період. Для ши- рокого впровадження цієї технології треба підвищувати ефективність таких модулів. Цікавим є тестування фотоелектричних модулів, вбудо- ваних у віконні конструкції, для кліматичних умов Укра- їни. Впровадження технології BIPV-вікон може бути приваб- ливим під час реконструкції будівель після завершення воєнних дій, однак вироблену в такий спосіб електричну енергію має використовувати кінцевий споживач, тобто в самій будівлі. Тому існує потреба в створенні ефектив- ної системи акумулювання та використання отриманої електроенергії локальним споживачем. Найдоцільнішим є використання BIPV-вікон в індивідуа- льно-побутовому секторі, особливо за умови реалізації «зеленого» тарифу. Стаття написана за підтримки Національного фонду до- сліджень України в межах проєкту № 2022.01/0172 «Ае- родинаміка, теплообмін та інновації для підвищення енергоефективності віконних конструкцій та їх викорис- тання для відновлення зруйнованих війною будівель в Україні». The article was written with the Ukrainian support of the National Research Foundation within the framework of project No. 2022.01/0172 „Aerodynamics, heat transfer and innovations to improve the energy efficiency of window structures and their use for the restoration of war damaged buildings in Ukraine”. ПОСИЛАННЯ 1. Басок Б. І. Фундаментальна теплофізична інженерія будівель у контексті відновлення України: За матері- алами доповіді на засіданні Президії НАН України 5 квітня 2023 року. Вісник НАН України. 2023. № 6. С. 62–72. URL: https://doi.org/10.15407/visn2023.06.062. 2. Бондаренко Д. В., Матях С. В., Суржик Т. В., Шейко І. О. Аспекти подальшого розвитку фотоенер- гетики за матеріалами науково-практичної конферен- ції «відновлювана енергетика та енергоефективність у ХХІ столітті» 2023. Відновлювана енергетика. 2023. № 4(75). С. 39–44. URL: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.4(75).39-44. 3. Відновлювані джерела енергії / За ред. С. О. Кудрі. К.: Інститут відновлюваної енергетики НАНУ. 2020. 392 с. 4. Атлас енергетичного потенціалу відновлюваних джерел енергії України / за ред. С. О. Кудрі. К.: https://doi.org/10.15407/visn2023.06.062#_blank https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.4(75).39-44#_blank 74 Відновлювана енергетика. №3/2024 \| Сонячна енергетика Інститут відновлюваної енергетики НАН України. 2020. 82 с. 5. Степаненко В. А., Замулко А. І., Веремійчук Ю. А., На- ходо В Ф. Оцінка ризиків при інтеграції відновлюва- них джерел енергії до системи електропостачання, Енергетика: економіка, технології, екологія. 2022. № 2. С. 64–74. https://doi.org/10.20535/1813-5420. 2.2022.261372. 6. Степаненко В. А., Веремійчук Ю. А. Інтегрована сис- тема енергозабезпечення із застосуванням вентиля- ційних систем, Енергетика: економіка, технології, екологія. 2020. № 4(62). С. 70–77. https://doi.org/10.20535/1813-5420.4.2020.233598. 7. Веремійчук Ю. А., Опришко В. П., Притиска І. В., Яр- молюк О. С. Оптимізація функціонування інтегрова- них систем енергозабезпечення споживачів. К.: Ви- давничий дім «Кий». 2020. 186 с. 8. Inauguration of the SwissTech Convention Center – Solaronix. Solaronix – Innovative Solutions for Solar Professionals. URL: https://www.solaronix.com/news/inauguration-of-the- swisstech-convention-center. (дата звернення: 17.07.2024). 9. Myong S. Y., Jeon S. W. Efficient outdoor performance of esthetic bifacial a-Si:H semi-transparent PV modules. Applied Energy. 2016. Vol. 164. P. 312–320. URL: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.11.063 . 10. Sun Y. et al. Integrated semi-transparent cadmium telluride photovoltaic glazing into windows: energy and daylight performance for different architecture designs. Applied energy. 2018. Vol. 231. P. 972–984. URL: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.09.133. 11. Sun Y. et al. Analysis of the daylight performance of window integrated photovoltaics systems Renewable energy. 2020. Vol. 145. P. 153–163. URL: https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.05.061. 12. Skandalos N., Karamanis D. Investigation of thermal performance of semi-transparent PV technologies. Energy and buildings. 2016. Vol. 124. P. 19–34. URL: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.04.072. 13. Do S. L., Shin M., Baltazar J., Kim J. Energy benefits from semi-transparent BIPV window and daylight-dimming systems for IECC code-compliance residential buildings in hot and humid climates, Solar energy. 2017. Vol. 155. P. 291–303. URL: https://doi.org/10.1016/j.solener.2017.06.039. 14. Карпчук Г. Л., Будько В. I. Аналіз технологій фотоелек- тричного перетворення сонячного випромінювання на електричну енергію. Відновлювальна енергетика. 2023. № 2(73). С. 32–38, URL: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.2(73).32-38. REFERENCES 1. Basok B. І. Fundamentalna teplofizichna inzheneriia budivel u konteksti vidnovlennia Ukrainy: Za materi- alami dopovidi na zasidanni Prezidii NAN Ukraini 5 kvit- nia 2023 roku, Visnik NAN Ukraini. 2023. No. 6. S. 62– 72. [Fundamental thermophysical engineering of build- ings in the context of recovery of Ukraine: According to the materials of scientific report at the meeting of the Presidium of NAS of Ukraine, April 5, 2023] https://doi.org/10.15407/visn2023.06.062 (Ukr.) 2. Bondarenko D., Matyakh S., Surzhyk Т., Sheiko I. Aspekty podalshoho rozvitku fotoenerhetyky za materi- alamy naukovo-praktychnoi konferentsii “Vid- novliuvana enerhetyka ta enerhoefektyvnist u ХХІ sto- litti” 2023. Vidnovluvana energetyka. 2023. No. 4(75). S. 39–44. [Aspects of the further development of photo- energy according to the materials of the scientific and practical conference «renewable energy and energy ef- ficiency in the 21st century», 2023] https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.4(75).39-44 (Ukr.) 3. Vidnovliuvani dzherela enerhii / Za red. S. О. Kudri. K.: Instytut vidnovliuvanoi enerhetyky NANU. 2020. 392 s. (Ukr.), [Renewable energy sources (monograph)] 4. Atlas enerhetychnoho potentcialu vidnovliuvanyh dzherel enerhii Ukrainy / Za red. S.О. Kudri. K.: Instytut vid- novliuvanoi enerhetyky NANU. 2020. 82 s. [Atlas of the en- ergy potential of renewable sources of Ukraine], (Ukr.) 5. Stepanenko V., Zamulko A., Veremiichuk Y., Na- khodov V. Otsinka ryzykiv pry intehratsii vid- novluvanykh dzherel enerhii do systemy elektroposta- channia, Enerhetyka: ekonomika, tehnolohii, ekolohiia. 2022. No. 3(68). S. 64–74. [Assessment of risk for the integration of renewable energy sources into the elec- tricity supply system], https://doi.org/10.20535/1813- 5420.2.2022.261372 (Ukr.) 6. Stepanenko V., Veremiichuk Y. Integrovana systema en- erhozabezpechennia iz zastosuvanniam ventyliatsiinyx system. Enerhetyka: ekonomika, tehnolohii, ekolohiia. 2020. No. 4(62). S. 70–77. [Integrated energy supply system with the use of ventilation systems], https://doi.org/10.20535/1813-5420.4.2020.233598 (Ukr.) 7. Veremiichuk Y., Opryshko V., Prytyskach I., Yarmo- liuk O. Optymizatsiia funktsionuvannia intehrovanykh system enerhozabezpechennia spozhyvachiv. K.: Vydavnychyi dim «Kyi». 2020. 186 s. [Operation optimi- zation of integrated power supply systems for consum- ers], (Ukr.) 8. Solaronix – Innovative Solutions for Solar Professionals. date of access: 17 лип. 2024. [Онлайн]. Access: https://www.solaronix.com/news/inauguration-of-the- swisstech-convention-center/ https://doi.org/10.20535/1813-5420.%202.2022.261372 https://doi.org/10.20535/1813-5420.%202.2022.261372 https://doi.org/10.20535/1813-5420.4.2020.233598#_blank https://www.solaronix.com/news/inauguration-of-the-swisstech-convention-center https://www.solaronix.com/news/inauguration-of-the-swisstech-convention-center https://www.solaronix.com/news/inauguration-of-the-swisstech-convention-center.(%D0%94%D0%B0%D1%82%D0%B0 https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.11.063#_blank https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.09.133#_blank https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.05.061#_blank https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.04.072#_blank https://doi.org/10.1016/j.solener.2017.06.039#_blank https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.2(73).32-38#_blank https://doi.org/10.15407/visn2023.06.062 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.4(75).39-44 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.4(75).39-44 https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2022.261372 https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2022.261372 https://doi.org/10.20535/1813-5420.4.2020.233598 https://www.solaronix.com/news/inauguration-of-the-swisstech-convention-center/ https://www.solaronix.com/news/inauguration-of-the-swisstech-convention-center/ 75 Відновлювана енергетика. №3/2024 \| Сонячна енергетика 9. Myong S. Y., Jeon S. W. Efficient outdoor performance of esthetic bifacial a-Si:H semi-transparent PV modules. Applied Energy. 2016. Vol. 164. P. 312–320. doi: 10.1016/j.apenergy.2015.11.063 10. Sun Y. et al. Integrated semi-transparent cadmium tel- luride photovoltaic glazing into windows: Energy and daylight performance for different architecture designs. Applied Energy. 2018. Vol. 231. P. 972–984. doi: 10.1016/j.apenergy.2018.09.133 11. Sun Y. et al. Analysis of the daylight performance of win- dow integrated photovoltaics systems, Renewable En- ergy. 2020. Vol. 145. P. 153–163. doi: 10.1016/j.renene.2019.05.061. 12. Skandalos N., Karamanis D. Investigation of thermal performance of semi-transparent PV technologies. Energy and Buildings. 2016. Vol. 124. P. 19–34. doi: 10.1016/j.enbuild.2016.04.072 13. Do S. L., Shin M., Baltazar J.-C., Kim J. Energy benefits from semi-transparent BIPV window and daylight-dim- ming systems for IECC code-compliance residential buildings in hot and humid climates. Solar Energy. 2017. Vol. 155. P. 291–303. doi: 10.1016/j.solener.2017.06.039 14. Karpchuk H., Budko V. Analys tekhnolohii fotoelektrych- noho peretvorennia soniachnoho vyprominiuvannia na elektrychnu enerhiiu. Vidnovluvana energetika. 2023. No. 2(73). S. 32–38. [Overview analysis of technologies of photoelectric conversion of solar radiation energy into electrical]. doi: https://doi.org/10.36296/1819- 8058.2023.2(73).32-38 (Ukr.) https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.11.063 https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.09.133 https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.05.061 https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.04.072 https://doi.org/10.1016/j.solener.2017.06.039 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.2(73).32-38 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.2(73).32-38
id	veorgua-article-472
institution	Vidnovluvana energetika
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:13:54Z
publishDate	2024
publisher	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	veorgua/12/f8684de6b95ab072b0b98a85cbe4b112.pdf
spelling	veorgua-article-4722026-07-18T06:32:20Z USE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC PANELS INTEGRATED INTO WINDOW STRUCTURES ВИКОРИСТАННЯ СОНЯЧНИХ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ ПАНЕЛЕЙ, ІНТЕГРОВАНИХ У ВІКОННІ КОНСТРУКЦІЇ БУДІВЕЛЬ Basok , B. Novitska , M. Veremiichuk , Y. Homan , Y. photovoltaic panel, energy saving, building-integrated photovoltaic module, transparency of window struc-tures. BIPV-панель, енергоефективність, інтегрований в будівлю фотоелектричний модуль. In the realities of modern Ukraine, it is very important to look for ways to save energy, improve energy efficiency and reduce energy consumption in buildings while maintaining a proper quality of life. The article provides a review on researches of solar photovoltaic panels integrated into window structures, i.e. ways of effective application of BIPV panels. Factors such as electricity generation, energy saving potential, and window transparency control are considered. The influence of these factors on the efficiency of translucent structures is analyzed. It is concluded that the integration of photovoltaic modules into the building facade modules is a promising direction; it makes sense to install windows with integrated photovoltaic modules when the window size is large, namely, when the window-wall area ratio is more than 30%. Darkening of the room when installing windows with translucent photovoltaic modules on the south side of buildings helps to increase the comfort of staff in office premises in summer. For widespread adoption of this technology, it is necessary to increase the efficiency of such BIPV modules. The introduction of this technology may be attractive for the reconstruction and restoration of buildings after a full-scale military invasion. Electricity produced by BIPV panels contributes to the autonomy and dispersion of power generation in the conditions of bombing of power facilities and blackouts of the martial law economy, and, subject to widespread use in the individual and private sector and the use of the benefits of the "green" tariff, is an economically attractive solution that enhances the country's energy security. У реаліях сучасної України дуже важливо шукати шляхи для енергозбереження, підвищення енергоефективності та скорочення споживання енергії будівлями при збереженні рівня належної якості життя. У статті наведено огляд сучасних робіт щодо сонячних фотоелектричних панелей, інтегрованих у віконні конструкції, тобто шляхи ефективного застосування BIPV-панелей. Розглянуто такі фактори, як генерація електричної енергії, потенціал енергозбереження та регулювання прозорості вікон. Проаналізовано вплив цих факторів на ефективність світлопрозорих конструкцій. Зроблено висновки, що інтеграція у фасад будівлі фотоелектричних модулів є перспективним напрямом; встановлювати вікна з інтегрованими фотоелектричними модулями доцільно, якщо вікна великі, а саме, якщо відсоткове відношення площ вікна й стіни більше 30 %. Затемнення приміщення в разі встановлення вікон з напівпрозорими фотоелектричними модулями на південній стороні будівель сприяє підвищенню комфорту персоналу в офісних приміщеннях влітку. Для широкого впровадження цієї технології необхідно збільшувати ефективність таких BIPV-модулів. Впровадження цієї технології може бути привабливим під час реконструкції та відновлення будівель після завершення повномасштабного воєнного вторгнення. Вироблена за допомогою BIPV-панелей електрична енергія забезпечує автономність і розосередженість електрогенерації в умовах бомбардувань енергооб’єктів та блекаутів воєнного стану економіки, а за умови широкого застосування в індивідуально-приватному секторі й використання переваг «зеленого» тарифу є економічно привабливим рішенням, що посилює енергетичну безпеку країни. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2024-09-29 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/472 10.36296/1819-8058.2024.3(78).69-75 Vidnovluvana energetika ; No. 3(78) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 69-75 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 3(78) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 69-75 Відновлювана енергетика; № 3(78) (2024): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 69-75 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2024.3(78) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/472/381 Copyright (c) 2024 B. Basok , M. Novitska , Y. Veremiichuk , Y. Homan https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
spellingShingle	photovoltaic panel energy saving building-integrated photovoltaic module transparency of window struc-tures. Basok , B. Novitska , M. Veremiichuk , Y. Homan , Y. USE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC PANELS INTEGRATED INTO WINDOW STRUCTURES
title	USE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC PANELS INTEGRATED INTO WINDOW STRUCTURES
title_alt	ВИКОРИСТАННЯ СОНЯЧНИХ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ ПАНЕЛЕЙ, ІНТЕГРОВАНИХ У ВІКОННІ КОНСТРУКЦІЇ БУДІВЕЛЬ
title_full	USE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC PANELS INTEGRATED INTO WINDOW STRUCTURES
title_fullStr	USE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC PANELS INTEGRATED INTO WINDOW STRUCTURES
title_full_unstemmed	USE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC PANELS INTEGRATED INTO WINDOW STRUCTURES
title_short	USE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC PANELS INTEGRATED INTO WINDOW STRUCTURES
title_sort	use of solar photovoltaic panels integrated into window structures
topic	photovoltaic panel energy saving building-integrated photovoltaic module transparency of window struc-tures.
topic_facet	photovoltaic panel energy saving building-integrated photovoltaic module transparency of window struc-tures. BIPV-панель енергоефективність інтегрований в будівлю фотоелектричний модуль.
url	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/472
work_keys_str_mv	AT basokb useofsolarphotovoltaicpanelsintegratedintowindowstructures AT novitskam useofsolarphotovoltaicpanelsintegratedintowindowstructures AT veremiichuky useofsolarphotovoltaicpanelsintegratedintowindowstructures AT homany useofsolarphotovoltaicpanelsintegratedintowindowstructures AT basokb vikoristannâsonâčnihfotoelektričnihpanelejíntegrovanihuvíkonníkonstrukcííbudívelʹ AT novitskam vikoristannâsonâčnihfotoelektričnihpanelejíntegrovanihuvíkonníkonstrukcííbudívelʹ AT veremiichuky vikoristannâsonâčnihfotoelektričnihpanelejíntegrovanihuvíkonníkonstrukcííbudívelʹ AT homany vikoristannâsonâčnihfotoelektričnihpanelejíntegrovanihuvíkonníkonstrukcííbudívelʹ

USE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC PANELS INTEGRATED INTO WINDOW STRUCTURES

Репозитарії

Схожі ресурси