Fotovoltaik ikiqat fasad (Photovoltaic Double-Skin Façade, PV-DSF), xarici tərəfdəki fotovoltaik şüşə və üzlük panelini, havalandırılan hava boşluğunu və daxili divar qatlarını birləşdirərək həm günəşdən elektrik istehsal etməyi, həm də bina örtüyündə istilik ötürülməsini idarə etməyi hədəfləyən fasad sistemidir. Bu tədqiqat xarici üzlük panelli PV-DSF-lərin yay şəraitində istilik və elektrik davranışını araşdırmaq üçün MATLAB R2023a mühitində riyazi model qurmuşdur. Model birölçülü, zamandan asılı istilik ötürülməsini qeyri-aşkar sonlu fərqlər üsulu ilə həll edir; fotovoltaik istehsalı, istilik keçiriciliyini, konveksiyanı, uzun dalğalı şüalanmanı və təbii qaldırma qüvvəsinin yaratdığı hava hərəkətini birlikdə nəzərə alır.

Tədqiqatın əsas nəticəsi göstərir ki, PV-DSF-nin elektrik istehsalı ilk növbədə qərbə baxan şaquli səthə düşən günəş şüalanmasını izləyir və dizayn parametrləri arasında elektrik istehsalına nəzərəçarpacaq dərəcədə təsir edən əsas dəyişən fotovoltaik hüceyrə örtülmə nisbəti olmuşdur. Bunun əksinə, xarici üzlük panelinin istilik saxlama təsiri, xarici səthinin günəş udma qabiliyyəti və daxili səthinin uzun dalğalı şüalanma emissiya əmsalı elektrik istehsalından daha çox divarın xarici səth temperaturuna və istilik qazancına təsir göstərmişdir.

Model nəticələrində divarın xarici səthi gündüz uzun dalğalı şüalanma ilə istilik qazanmış, gecə isə şüalanma ilə istilik itirmişdir. Hava boşluğuna doğru konveksiya ilə istilik itkisi isə bütün gün davam etmişdir. Xalis istilik ötürülməsinin dəyişməsində şüalanma komponentinin dominant olduğu bildirilmişdir. Xarici üzlük panelinin qalınlığının artırılması temperaturun pik qiymətini azaltmış və onu təxminən 2 saat gecikdirmiş; xarici səthin günəş udma qabiliyyətinin və ya daxili səthin emissiya əmsalının azaldılması da divarın xarici səthinin pik temperaturunu və ümumi istilik qazancını azaltmışdır.

Bu nəticələrin sərhədi vacibdir. Tədqiqat doqquz Çin şəhərinin İyul Tipik Meteoroloji İl məlumatlarından yaradılmış təmsilçi gün şəraitində işləyən rəqəmsal modeldir. Ətraflı parametrik tədqiqatlar xüsusilə Hangzhou və Wuhan üzərində aparılmışdır. Model əvvəlki tədqiqatdakı eksperimental ölçmələrlə müqayisə edilsə də, bu məqalə burada araşdırılan bütün PV-DSF konfiqurasiyalarının real binalarda ayrıca sahə sınağını təqdim etmir.

Tədqiqatın həll etməyə çalışdığı problem

İkiqat fasadların istilik davranışı haqqında geniş ədəbiyyat olmasına baxmayaraq, xarici fasada fotovoltaik şüşə əlavə edildikdə sistem yalnız kölgələndirmə və havalandırma elementi olmaqdan çıxır. Fotovoltaik şüşə günəş şüalanmasının bir hissəsini elektrik enerjisinə çevirir, bir hissəsini udur, bir hissəsini keçirir və öz temperaturundan asılı olaraq elektrik səmərəliliyini dəyişir. Beləliklə, elektrik istehsalı ilə fasad daxilində istilik ötürülməsi bir-birinə bağlanır.

Mənbə tədqiqatın müəyyən etdiyi ədəbiyyat boşluğu xarici üzlük panelli realistik PV-DSF həndəsələrində bu dizayn dəyişənlərinin təsirlərinin kifayət qədər aydın olmamasıdır. Əvvəlki PV-DSF və PV-Trombe divarı tədqiqatlarının əhəmiyyətli hissəsində xarici üzlük panelinin olmadığı qeyd edilir. Buna görə bu tədqiqat xarici üzlük panelini də riyazi quruluşa daxil edərək örtülmə nisbətinin, panel qalınlığının, günəş udma qabiliyyətinin və uzun dalğalı emissiya əmsalının ayrı-ayrılıqda hansı təsirləri yaratdığını araşdırır.

“Termoelektrik performans” burada nə deməkdir?

Mənbə məqalə ingiliscə thermoelectric performance terminindən istifadə edir. Bu tədqiqatdakı istifadə termoelektrik materiallarda Seebeck effekti ilə elektrik istehsalını ifadə etmir. Buradakı məna PV-DSF-nin istilik performansının və fotovoltaik elektrik istehsalının birlikdə qiymətləndirilməsidir. Buna görə Azərbaycan dilində izahda “istilik-elektrik performansı” ifadəsi istifadə edilmişdir.

Fotovoltaik İkiqat Fasad (PV-DSF) Nədir?

Fotovoltaik ikiqat fasad xarici tərəfdə fotovoltaik şüşə və xarici üzlük paneli, onların arxasında havalandırılan hava boşluğu və daha içəridə çoxqatlı bina divarı olan bina örtüyü sistemidir; mənbə modelində hava boşluğundakı təbii hava hərəkəti istiliyi uzaqlaşdırarkən fotovoltaik şüşə eyni zamanda günəş enerjisindən elektrik istehsal edir.

Mənbə modelində fiziki quruluş

Model hündürlüyü 3 m və eni 1 m olan PV-DSF-ni təmsil edir. Havalandırılan hava boşluğunun qalınlığı 0,15 m, havalandırma açılışının sahəsi 0,15 m²-dir. Xarici fotovoltaik pərdə divar fotovoltaik şüşə və xarici üzlük panelindən ibarətdir. Daxili divar isə məhlul, ekstrudə polistirol (XPS), beton və gips qatlarından ibarətdir.

Material qatlarının istilik xüsusiyyətləri

Başlanğıc dizayn parametrləri

Xarici üzlük panelinin xarici səthinin günəş udma qabiliyyəti 0,9, panelin daxili səthinin uzun dalğalı şüalanma emissiya əmsalı 0,6 və divarın xarici səthinin uzun dalğalı emissiya əmsalı 0,6 qəbul edilmişdir. CdTe fotovoltaik hüceyrələrin 25 °C istinad temperaturunda elektrik istehsalı səmərəliliyi %14, temperatur əmsalı %0,2·K⁻¹-dir. Fotovoltaik şüşənin keçiriciliyi 0,8, şüşənin günəş şüalanmasını udma qabiliyyəti isə 0,05 verilmişdir.

Gündüz və gecə istilik axını niyə fərqlidir?

Model nəticələrində xarici üzlük panelinin daxili səthi gündüz isinərək divarın xarici səthinə uzun dalğalı şüalanma ötürür. Buna görə divarın xarici səthində şüalanma istilik axını gündüz müsbətdir. Gecə üzlük paneli soyuduqda uzun dalğalı şüalanmanın xalis istiqaməti əksinə dönür və divarın xarici səthi şüalanma ilə istilik itirir. Bunun əksinə, divarın xarici səthindən hava boşluğuna konveksiya ilə istilik itkisi bütün gün davam edir. Mənbə ümumi istilik axını davranışında şüalanma komponentinin dominant olduğunu bildirir.

Fotovoltaik elektrik istehsalı necə modelləşdirilib?

Fotovoltaik şüşənin elektrik istehsalı mənbənin Tənlik (1)-i ilə verilmişdir:

\[ E=\varepsilon q_s\tau\eta_{\mathrm{ref}} \left[1-B_r\left(T_{\mathrm{PV}}-298.15\right)\right] \tag{1} \]

Bu tənlikdə \(\varepsilon\) fotovoltaik hüceyrə örtülmə nisbətidir; \(q_s\) qərbə baxan şaquli səthdəki günəş şüalanmasıdır və vahidi W·m⁻²-dir; \(\tau\) fotovoltaik şüşənin keçiriciliyidir; \(\eta_{\mathrm{ref}}\) istinad temperaturunda elektrik istehsalı səmərəliliyidir; \(B_r\) fotovoltaik şüşənin temperatur əmsalıdır; \(T_{\mathrm{PV}}\) fotovoltaik şüşənin temperaturudur və mənbə tənliyində Kelvin istifadə edilir.

298,15 K qiyməti 25 °C istinad temperaturuna uyğundur. Tənlikdə temperatur korreksiyası çıxma işarəsi ilə olduğuna görə fotovoltaik şüşənin temperaturu istinad temperaturundan yuxarı qalxdıqca kvadrat mötərizə daxilindəki temperatur korreksiya vurğu azalır. Buna görə eyni günəş şüalanması və örtülmə nisbətində daha isti PV şüşə modeldə bir qədər aşağı elektrik çıxışı yaradır.

Notasiya/vahid sərhədi: Mənbə \(E\)-ni “power generation” adlandırır; lakin Tənlik (1)-də açıq fasad sahəsi vurğu görünmür və \(q_s\) W·m⁻² vahidindədir. Nəticə qrafiklərində isə güc W ilə verilir. Mənbə sahə çevrilməsinin bu tənlik ətrafında harada tətbiq olunduğunu ayrıca izah etmədiyinə görə Verianla bu ifadəni yenidən müəyyən etməmiş və yeni sahə vurğu əlavə etməmişdir.

Fotovoltaik şüşənin istilik balansı

PV şüşə temperaturunun zamana görə dəyişməsi Tənlik (2) ilə modelləşdirilmişdir:

\[ c_{\mathrm{PV}}\rho_{\mathrm{PV}}d_{\mathrm{PV}} \frac{T_{\mathrm{PV}}^{j+1}-T_{\mathrm{PV}}^{j}}{\Delta t} = \frac{\lambda_{\mathrm{PV}}}{d_{\mathrm{PV}}} \left(T_{e,1}-T_{\mathrm{PV}}^{j+1}\right) +h_{\mathrm{out}} \left(T_o-T_{\mathrm{PV}}^{j+1}\right) +q_s\alpha+\varepsilon q_s\tau-E \tag{2} \]

Tənliyin sol tərəfi fotovoltaik şüşənin bir zaman addımındakı enerji saxlanması/dəyişməsi terminidir. Sağ tərəfdə xarici üzlük paneli ilə keçiricilik, xarici hava ilə istilik mübadiləsi, fotovoltaik şüşə tərəfindən udulan günəş enerjisi, hüceyrələrin yerləşdiyi hissədən keçən günəş şüalanması ilə əlaqəli termin və elektrik istehsalına ayrılan \(E\) termini birlikdə yer alır.

\(c_{\mathrm{PV}}\) xüsusi istilik tutumunu, \(\rho_{\mathrm{PV}}\) sıxlığı, \(d_{\mathrm{PV}}\) PV şüşə qalınlığını, \(\Delta t\) zaman addımını, \(T_o\) xarici hava temperaturunu, \(\alpha\) PV şüşənin günəş udma qabiliyyətini və \(h_{\mathrm{out}}\) xarici səthin ümumi istilik ötürmə əmsalını təmsil edir.

Mənbə terminologiyası qeydi: Tənlik izahında \(\lambda_{\mathrm{PV}}\) “thermal diffusivity” adlandırılmışdır; lakin mənbə eyni simvol üçün W·m⁻¹·K⁻¹ vahidini verir. Bu, istilik keçiriciliyinin vahididir. Mənbədəki adlandırma səssizcə dəyişdirilməmişdir.

Xarici üzlük paneli niyə sonlu fərq düyünlərinə bölünüb?

Panel və divarın qalınlıq boyunca vahid temperatura malik olduğu qəbul edilməmişdir. Birölçülü istilik keçiriciliyi panel qalınlığındakı məkan düyünlərində həll edilir. Mənbə xarici üzlük paneli üçün Tənlik (3)-də xarici səth düyününü, daxili düyünləri və hava boşluğuna baxan daxili səth düyününü ayrıca enerji balansları ilə müəyyən etmişdir:

\[ \begin{cases} i=1,\; c_p\rho\Delta x \dfrac{T_{e,1}^{j+1}-T_{e,1}^{j}}{\Delta t} = k_{E1} \dfrac{T_{e,2}^{j+1}-T_{e,1}^{j+1}}{\Delta x} + \dfrac{\lambda_{\mathrm{PV}}}{d_{\mathrm{PV}}} \left(T_{\mathrm{PV}}-T_{e,1}^{j+1}\right) + q_s(1-\varepsilon)\tau_{\mathrm{PV}}\alpha_w \\[8pt] 2\le i\le n-1,\; c_p\rho\Delta x \dfrac{T_{e,i}^{j+1}-T_{e,i}^{j}}{\Delta t} = k_{Ei} \dfrac{T_{e,i+1}^{j+1}-T_{e,i}^{j+1}}{\Delta x} + k_{Wi} \dfrac{T_{e,i-1}^{j+1}-T_{e,i}^{j+1}}{\Delta x} \\[8pt] i=n,\; c_p\rho\Delta x \dfrac{T_{e,n}^{j+1}-T_{e,n}^{j}}{\Delta t} = \dfrac{T_f^{j+1}-T_{e,n}^{j+1}} {\left( \dfrac{1}{h_{c,ew}\Delta x} + \dfrac{1}{2k_n^{j+1}} \right)\Delta x} + \dfrac{T_{i,1}^{j+1}-T_{e,n}^{j+1}} {\left( \dfrac{1}{h_{r,w}\Delta x} + \dfrac{1}{2k_n^{j+1}} \right)\Delta x} + k_{Wn} \dfrac{T_{e,n-1}^{j+1}-T_{e,n}^{j+1}}{\Delta x} \end{cases} \tag{3} \]

Burada \(i\) panel qalınlığındakı düyün mövqeyini, \(j\) və \(j+1\) isə ardıcıl zaman səviyyələrini göstərən indeks quruluşudur. Birinci düyün PV tərəfindəki xarici sərhədi, son düyün isə hava boşluğu və divarla istilik qarşılıqlı təsirində olan panelin daxili səthini təmsil edir. Orta düyünlərdə enerji dəyişməsi iki qonşu düyün arasındakı keçiriciliklə müəyyən olunur.

Mənbənin istifadə etdiyi şərq və qərb interfeys keçiricilik əmsalları aşağıdakı formadadır:

\[ k_{E1}= \frac{\Delta x_{E1}} {\dfrac{\Delta x_1}{2k_1}+\dfrac{\Delta x_2}{2k_2}}, \qquad k_{Ei}= \frac{\Delta x_{Ei}} {\dfrac{\Delta x_i}{2k_i}+\dfrac{\Delta x_{i+1}}{2k_{i+1}}} \]

\[ k_{Wi}= \frac{\Delta x_{Wi}} {\dfrac{\Delta x_{i-1}}{2k_{i-1}}+\dfrac{\Delta x_i}{2k_i}}, \qquad k_{Wn}= \frac{\Delta x_{Wn}} {\dfrac{\Delta x_{n-1}}{2k_{n-1}}+\dfrac{\Delta x_n}{2k_n}} \]

Bu quruluş qonşu hüceyrələrin yarım qalınlıqlarından ibarət ardıcıl istilik müqavimətlərindən istifadə edərək interfeys üzərindən keçiriciliyi təmsil edir. \(\Delta x\) məkan addımıdır. Mənbə hava boşluğuna baxan panel səthində konveksiya əmsalı üçün \(h_{c,ew}\), panel–divar uzun dalğalı şüalanması üçün \(h_{r,w}\) istifadə edir.

Hava boşluğunun enerji balansı

Havalandırılan boşluq havası üçün enerji balansı Tənlik (4)-də verilmişdir:

\[ h_{c,ew}(T_{e,i}-T_f) + h_{c,iw}(T_{i,e}-T_f) = \frac{1}{R_f}(T_f-T_o) \tag{4} \]

\(T_f\) boşluq havasının temperaturudur. Panelin daxili səthi və divarın xarici səthi ilə hava arasındakı konveksiyanın hava boşluğunun xarici mühitlə enerji mübadiləsi ilə tarazlandığı quruluş yaradılmışdır.

Otaq ilə dövriyyəli hava boşluğu arasındakı istilik müqaviməti üçün mənbə Tənlik (5)-i aşağıdakı formada çap etmişdir:

\[ R_f= -\frac{1}{h_{cg}+h_{cw}} - \frac{A_c} {m\,c_f \left( e^{-\frac{A_c}{(h_{cg}+h_{cw})\,m\,c_f}} -1 \right)} \tag{5} \]

Mənbə tənliyində \(h_{cg}\) və \(h_{cw}\) notasiyasından istifadə edilir, dərhal sonrakı izahda isə xarici üzlük və divar səthi üçün \(h_{c,ew}\) və \(h_{c,iw}\) simvolları müəyyən edilir. Bu notasiya keçidi mənbə daxilində ayrıca izah edilməyib. Bundan əlavə, Tənlik (5)-in eksponensial termini mənbədə yuxarıdakı formada çap edilmişdir; Verianla ölçü formasını yenidən təşkil edərək “düzəltməyib”.

Hava kütləsinin hərəkəti və hava sürəti üçün verilmiş tənliklər:

\[ m=vA_a\rho_f \tag{6} \]

\[ v= \sqrt{ \frac{2gH} {8\left(\dfrac{A_a}{A_v}\right)^2+2} \cdot \frac{T_f-T_o}{T_f+273} } \tag{7} \]

Burada \(H\) divarın hündürlüyü; \(A_c\) divarın sahəsi; \(A_a\) hava boşluğunun kəsik sahəsi; \(A_v\) hava açılışlarının sahəsi; \(\rho_f\) boşluq havasının sıxlığı; \(v\) hava sürətidir. Tənlik (7)-nin fiziki hərəkətverici termini \(T_f-T_o\) temperatur fərqidir: boşluqdakı hava ilə xarici mühit arasındakı temperatur fərqi təbii qaldırma effektinə bağlanır. Mənbə əks axın və ya mənfi kök halları üçün ayrıca sərhəd protokolu açıqlamır; buna görə Verianla belə vəziyyət üçün yeni davranış müəyyən etməmişdir.

Daxili divarda zamandan asılı istilik keçiriciliyi

Çoxqatlı daxili divar da sonlu fərq düyünləri ilə modelləşdirilmişdir. Mənbə Tənlik (8):

\[ \begin{cases} i=1,\; c_p\rho\Delta x \dfrac{T_{i,1}^{j+1}-T_{i,1}^{j}}{\Delta t} = k_{E1} \dfrac{T_{i,2}^{j+1}-T_{i,1}^{j+1}}{\Delta x} + \dfrac{T_f^{j+1}-T_{i,1}^{j+1}} {\left( \dfrac{1}{h_{c,iw}\Delta x} + \dfrac{1}{2k_1^{j+1}} \right)\Delta x} + \dfrac{T_{e,n}^{j+1}-T_{i,1}^{j+1}} {\left( \dfrac{1}{h_{r,w}\Delta x} + \dfrac{1}{2k_1^{j+1}} \right)\Delta x} \\[8pt] 2\le i\le n-1,\; c_p\rho\Delta x \dfrac{T_{i,i}^{j+1}-T_{i,i}^{j}}{\Delta t} = k_{Ei} \dfrac{T_{i,i+1}^{j+1}-T_{i,i}^{j+1}}{\Delta x} + k_{Wi} \dfrac{T_{i,i-1}^{j+1}-T_{i,i}^{j+1}}{\Delta x} \\[8pt] i=n,\; c_p\rho\Delta x \dfrac{T_{i,n}^{j+1}-T_{i,n}^{j}}{\Delta t} = \dfrac{T_{\mathrm{in}}-T_{i,n}^{j+1}} {\left( \dfrac{1}{h_{\mathrm{in}}\Delta x} + \dfrac{1}{2k_n^{j+1}} \right)\Delta x} + k_{Wn} \dfrac{T_{i,n-1}^{j+1}-T_{i,n}^{j+1}}{\Delta x} \end{cases} \tag{8} \]

Daxili mühitin dizayn temperaturu mənbədə 26 °C, daxili səthin ümumi istilik ötürmə əmsalı \(h_{\mathrm{in}}\) isə 8,7 W·m⁻²·K⁻¹ kimi verilmişdir. Tənlik quruluşunda \(i=1\) tərəfi hava boşluğu və panellə, \(i=n\) tərəfi isə \(T_{\mathrm{in}}\) daxili mühit temperaturu ilə qarşılıqlı təsirdədir.

Mənbədaxili indeks qeydi: Tənlik (8)-in dərhal altındakı izah \(T_{i,n}\)-i “divarın xarici səth temperaturu” kimi müəyyən edir. Bunun əksinə, tənliyin sərhəd şərtləri \(i=1\) düyününü hava boşluğu və panel şüalanması ilə, \(i=n\) düyününü isə daxili mühit \(T_{\mathrm{in}}\) ilə əlaqələndirir. Buna görə mənbə mətni ilə tənliyin sərhəd quruluşu arasında indeks adlandırması uyğunsuzluğu var; Verianla indeksləri səssizcə yenidən müəyyən etməmişdir.

Xarici səthin istilik ötürmə əmsalı

Əlavə A-da fotovoltaik şüşənin xarici səthində uzun dalğalı şüalanma nəzərə alınmadan xarici səthin ümumi istilik ötürmə əmsalı orta xarici külək sürətinin funksiyası kimi verilmişdir:

\[ h_{\mathrm{out}}=4.2v+2.5 \tag{A1} \]

Burada \(v\) xarici mühitin orta külək sürətidir və vahidi m·s⁻¹-dir. Bu tənlik modelin xarici mühitlə istilik mübadiləsini külək sürəti ilə əlaqələndirən köməkçi asılılıqdır.

Panel ilə divar arasındakı uzun dalğalı şüalanma

Mənbə hava boşluğunun kiçik qalınlığına görə kənar şüalanma təsirini nəzərə almır. Panel ilə divar arasındakı ekvivalent şüalanmalı istilik ötürmə əmsalı:

\[ h_{r,w}= \frac{ \sigma \left(T_{e,n}^{2}+T_{i,1}^{2}\right) \left(T_{e,n}+T_{i,1}\right) }{ \dfrac{1}{\varepsilon_{e,i}} + \dfrac{1}{\varepsilon_{i,e}} -1 } \tag{A2} \]

\(T_{e,n}\) bu asılılıqda xarici üzlük panelinin daxili səth temperaturu, \(T_{i,1}\) isə divarın boşluğa baxan səth temperaturu kimi istifadə olunur. \(\varepsilon_{e,i}\) üzlük panelinin daxili səthinin, \(\varepsilon_{i,e}\) divarın xarici səthinin emissiya əmsalıdır. \(\sigma\) uzun dalğalı şüalanma asılılığında Stefan–Boltzmann sabitini təmsil edən standart simvoldur; mənbə burada sabitin ədədi qiymətini ayrıca vermir.

Tənlik (A2)-nin mühüm fiziki nəticəsi emissiya əmsalı azaldıqca iki səth arasındakı ekvivalent şüalanmalı istilik ötürmə əmsalının azala bilməsidir. Tədqiqatın parametrik nəticələrində üzlüyün daxili səth emissiya əmsalının aşağı olmasının divarın pik temperaturunu azaltması bu şüalanma əlaqəsi ilə uyğundur.

Təbii konveksiya: Nusselt, Rayleigh və Prandtl ədədləri

Əlavə C hava boşluğu səthlərindəki konveksiya əmsallarını Nusselt ədədi vasitəsilə hesablayır. Lakin mənbə Tənlik (A3)-ü çap olunmuş formada aşağıdakı kimi verir:

\[ h_{c,iw}=Nu_{iw}\frac{\lambda_f}{H}, \qquad h_{c,iw}=Nu_{iw}\frac{\lambda_f}{H} \tag{A3} \]

Mənbənin ətraf mətni iki fərqli səth üçün konveksiya əmsallarından danışır və növbəti Tənlik (A4) həm \(Nu_{ew}\), həm də \(Nu_{iw}\) üçün ayrıca asılılıqlar verir. Buna baxmayaraq, A3-ün çap olunmuş formasında eyni \(h_{c,iw}\) və \(Nu_{iw}\) ifadəsi iki dəfə təkrarlanıb. Burada mənbənin yerinə “düzəldilmiş” yeni tənlik yazılmayıb.

Nusselt ədədləri mənbədə aşağıdakı hissəli asılılıqlarla hesablanır:

\[ Nu_{ew}= \begin{cases} 0.68+ \dfrac{0.67Ra_{ew}^{1/4}} {\left[1+\left(0.492/Pr\right)^{9/16}\right]^{4/9}}, & Ra_{ew}<10^9 \\[8pt] \left( 0.825+ \dfrac{0.387Ra_{ew}^{1/6}} {\left[1+\left(0.492/Pr\right)^{9/16}\right]^{8/27}} \right)^2, & Ra_{ew}>10^9 \end{cases} \]

\[ Nu_{iw}= \begin{cases} 0.68+ \dfrac{0.67Ra_{iw}^{1/4}} {\left[1+\left(0.492/Pr\right)^{9/16}\right]^{4/9}}, & Ra_{iw}<10^9 \\[8pt] \left( 0.825+ \dfrac{0.387Ra_{iw}^{1/6}} {\left[1+\left(0.492/Pr\right)^{9/16}\right]^{8/27}} \right)^2, & Ra_{iw}>10^9 \end{cases} \tag{A4} \]

Mənbə eyni bölmədə ölçüsüz ədədləri və hava xüsusiyyətlərini aşağıdakı kimi müəyyən edir:

\[ Ra_{ew}= \frac{gH^3\beta(T_{e,i}-T_f)} {a_f\nu_f}, \qquad Ra_{iw}= \frac{gH^3\beta(T_f-T_{i,e})} {a_f\nu_f} \]

\[ Pr=\frac{\nu_f}{a_f}, \qquad \nu_f=\frac{\mu_f}{\rho_f}, \qquad a_f=\frac{\lambda_f}{\rho_f c_f}, \qquad \beta=\frac{1}{T_f} \]

Rayleigh ədədi temperatur fərqi və qaldırma qüvvəsinin təbii konveksiyaya təsirini; Prandtl ədədi impuls və istilik diffuziyası xüsusiyyətlərinin nisbətini; Nusselt ədədi isə səth konveksiyasının keçiriciliyə nisbətən nisbi gücünü təmsil edən ölçüsüz kəmiyyətlərdir. Bu izahlar tənliklərin fiziki rolunu anlamağa yönəlib; tədqiqatın yeni eksperimental nəticəsi deyil.

Temperatur notasiyası: Mənbə daha əvvəl \(T_f\)-ni °C kimi müəyyən edərkən Əlavə C-də \(\beta=1/T_f\) yazır; eyni məqalədə Tənlik (7) mütləq temperatur çevrilməsini \(T_f+273\) formasında açıq istifadə edir. Əlavə C-dəki \(\beta\) ifadəsi üçün ayrıca °C→K çevrilməsi mətndə göstərilmədiyinə görə Verianla bunu səssizcə əlavə etməmişdir.

Hava xüsusiyyətlərinin temperaturla dəyişməsi

Mənbə hava boşluğundakı temperatur diapazonunun məhdud olduğunu qəbul edərək hava xüsusiyyətləri ilə temperatur arasında xətti asılılıqlardan istifadə etmişdir:

\[ \begin{cases} \mu_f= \left[18.45+0.05(T_f-27)\right]\times10^{-6} \\ \rho_f= 1.177-0.004(T_f-27) \\ \lambda_f= 0.02646+0.00008(T_f-27) \end{cases} \tag{A5} \]

\(\mu_f\) dinamik özlülüyü, \(\rho_f\) sıxlığı və \(\lambda_f\) havanın istilik keçiriciliyini təmsil edir. Mənbə bu xətti yanaşmanın məhdud temperatur diapazonuna görə istifadə edildiyini açıq bildirir.

Məkan və zaman addımı həssaslığı

Sonlu fərq həllinin ədədi addımlara həddindən artıq həssas olub-olmadığını görmək üçün divarın xarici səth temperaturu üzrə addım sınağı aparılmışdır. Mətndə məkan addımları 0,0005; 0,001; 0,002; 0,004; 0,01 və 0,015 m kimi sadalanır. Mənbənin Şəkil 2 əfsanəsində isə 0,01 m əvəzinə 0,008 m görünür. Eyni abzas nəticələrin məkan addımı 0,008 m-dən aşağı olduqda bir-birinə yaxın olduğunu bildirir. Son hesablamalarda 0,001 m seçilmişdir.

Zaman addımı sınağı 30, 60, 120, 240, 600 və 1200 s qiymətləri ilə aparılmışdır. Mənbə 240 s-dən böyük zaman addımlarında nəticələrin səhv hala gəldiyini; daha kiçik addımlarda nəticələrin bir-birinə yaxın olduğunu bildirir. Həssaslıqla hesablama sabitliyi arasında tarazlıq yaratmaq üçün 60 s zaman addımından istifadə edilmişdir.

Model necə doğrulandı?

Tədqiqatçılar bu məqalə üçün yeni prototip eksperimental qurğu qurmaq əvəzinə, daha əvvəl dərc olunmuş tədqiqatdakı eksperimental məlumatlardan modelin doğrulanmasında istifadə etmişdir. Rəqəmsal modellə eksperimental sınaqların parametr konfiqurasiyaları uyğunlaşdırılmış; müqayisə dəyişənləri güc çıxışı və PV hüceyrə temperaturu olmuşdur.

MAE (Mean Absolute Error / Orta Mütləq Xəta), proqnozlarla eksperimental qiymətlər arasındakı mütləq fərqlərin ortalamasını ifadə edir. RMSE (Root Mean Square Error / Orta Kvadratik Xətanın Kökü) isə böyük xətalara kvadratik çəki verdiyi üçün daha böyük sapmalara daha həssasdır. Mənbə bu xəta səviyyələrini modelin PV-DSF-nin istilik performansını simulyasiya etmək üçün etibarlı olduğunu dəstəkləyən doğrulama nəticəsi kimi şərh edir.

PV hüceyrə temperaturunda qalan fərqlərin əsas səbəbi kimi xarici səthin istilik ötürmə əmsalının sadələşdirilmiş yanaşması göstərilmişdir. Bu məqam modelin “ölçmənin tam surəti” olmadığını və fiziki prosesin müəyyən asılılıqlarla yaxınlaşdırıldığını göstərir.

Təmsilçi İyul günü necə yaradıldı?

Tədqiqat Çinin isti yay–soyuq qış iqlim bölgəsindən doqquz təmsilçi şəhər seçmişdir: Changsha, Chengdu, Chongqing, Hangzhou, Hefei, Nanchang, Nanjing, Shanghai və Wuhan. İyul ayına aid Tipik Meteoroloji İl məlumatlarından saatlıq qlobal üfüqi şüalanma, birbaşa normal şüalanma və diffuz üfüqi şüalanma istifadə edilərək qərbə baxan şaquli səthdə saatlıq günəş şüalanması hesablanmışdır.

31 günün hər birində eyni saata uyğun xarici hava temperaturu və qərb şaquli səth günəş şüalanması arifmetik olaraq ortalanaraq 24 saatlıq təmsilçi gün yaradılmışdır. Buna görə modeldəki “tipik gün” müəyyən təqvim günündə aparılmış tək sahə ölçməsi deyil, İyul ayının saatlıq xüsusiyyətlərini ortalama yolu ilə təmsil edən sintetik gündür.

Mənbə mətn digər üç şəhər üçün bu orta cütləri ayrıca ədədi şəkildə yazmır. Buna görə mənbə qrafikindən vizual təxmin aparılaraq yeni dəqiq qiymət yaradılmamışdır.

Qərb fasadında elektrik istehsalının gündəlik davranışı

Qərbə baxan şaquli səthin günəş şüalanması səhər saatlarında yavaş-yavaş artmış, günortadan sonra birbaşa günəş komponentinin işə düşməsi ilə sürətlə yüksəlmiş və sonra gün batımına doğru azalmışdır. Mənbə şüalanma pikinin təxminən 15:00 ətrafında yarandığını bildirir.

Güc əyrisi günəş şüalanmasını yaxından izləsə də, tam xətti deyil. Tənlik (1)-də göründüyü kimi, PV temperaturu da elektrik istehsalına təsir etdiyinə görə eyni şüalanma səviyyəsində PV temperaturu dəyişdikdə çıxış kiçik dərəcədə dəyişə bilər.

PV-DSF komponent temperaturları nə göstərdi?

PV-DSF komponent temperaturları ümumilikdə xarici hava temperaturunun gündəlik dəyişməsini izləmişdir; divarın xarici səth temperaturunda isə təxminən 1–2 saatlıq gecikmə müşahidə edilmişdir. PV şüşə və xarici üzlük panelinin daxili səth temperaturları gündüz xarici hava temperaturundan nəzərəçarpacaq dərəcədə yüksəkdir.

Mənbə PV şüşə temperaturunun pik qiymətinin xarici hava temperaturundan 17,40–28,59 °C, xarici üzlük panelinin daxili səth temperaturunun pikinin isə 16,86–27,08 °C yüksək ola bildiyini bildirir. Xarici üzlük panelinin daxili səth pik temperaturu divarın xarici səth pik temperaturundan 9,93–15,28 °C daha yüksək tapılmışdır.

Bu fərq fotovoltaik şüşə və üzlük panelinin gələn günəş yükünün əhəmiyyətli hissəsini daxili divara çatmazdan əvvəl qarşılaması ilə əlaqələndirilmişdir. Hava boşluğunun temperaturu xarici hava temperaturuna nisbətən yaxın qalmış və bütün gün divarın xarici səth temperaturundan aşağı olmuşdur; bu da divar səthindən boşluq havasına davamlı konvektiv istilik itkisi nəticəsi ilə uyğundur.

Divarın xarici səthində istilik axınları

Mənbənin işarə qaydasında mənfi istilik axını səthdən istilik itkisini, müsbət istilik axını isə səthə istilik qazancını təmsil edir. Təmsilçi gün nəticələrində konvektiv istilik axını bütün gün mənfidir. Şüalanmalı istilik axını gündüz müsbət, gecə mənfidir.

Şüalanmalı istilik axınının pikinin konvektiv axın pikindən 1–2 saat sonra, ümumi istilik axınının pikinin isə şüalanma pikindən təxminən 1 saat sonra yarandığı bildirilmişdir. Bu gecikmə fasad qatlarının istilik saxlama davranışının zamana bağlı təsirini göstərir.

PV-DSF-də Elektrik İstehsalına Ən Çox Hansı Dizayn Parametri Təsir Edir?

Bu tədqiqatın sınaqdan keçirdiyi dörd dizayn dəyişəni arasında fotovoltaik elektrik istehsalına nəzərəçarpacaq dərəcədə təsir edən dəyişən fotovoltaik hüceyrə örtülmə nisbətidir; xarici üzlük panelinin qalınlığının, xarici səthin günəş udma qabiliyyətinin və daxili səthin emissiya əmsalının elektrik istehsalına təsirləri mənbə tərəfindən əhəmiyyətsiz səviyyədə qiymətləndirilmişdir. Bu nəticə Hangzhou və Wuhan üçün aparılan model parametrik analizinin sərhədləri daxilində keçərlidir.

Fotovoltaik hüceyrə örtülmə nisbətinin təsiri

Örtülmə nisbəti %0-dan %100-ə yüksəldikdə elektrik istehsalı təxminən mütənasib şəkildə artmışdır. Mənbə %100 örtülmə nisbətində Hangzhou üçün 306,94 W, Wuhan üçün 357,92 W “daily total power generation” qiyməti verir. Mənbə bu gündəlik ümumi qiymətləri W vahidi ilə bildirir; burada Wh-yə çevrilmə aparılmamışdır.

Örtülmə nisbətinin istilik davranışına təsiri elektrik istehsalına təsiri ilə müqayisədə xeyli kiçikdir. Örtülmə nisbəti %0-dan %100-ə yüksəldikdə divarın xarici səthinin maksimum temperaturu Hangzhou-da 39,52 °C-dən 38,30 °C-yə, Wuhan-da 45,59 °C-dən 44,15 °C-yə enmişdir.

Mənbə daha çox PV hüceyrəsi olduqda üzlük panelinə çatan günəş şüalanmasının bir hissəsinin qarşısının alındığını və bununla panelin daxili səthindən divara uzun dalğalı şüalanma ilə ötürülən istiliyin bir qədər azaldığını izah edir. Buna baxmayaraq, temperatur dəyişməsinin miqyası məhdud qaldığı üçün örtülmə nisbətinin divarın xarici səth temperaturuna təsiri əhəmiyyətsiz hesab edilmişdir.

İşarə qeydi: Mənbə daha əvvəl konvektiv axını mənfi istilik itkisi kimi müəyyən edir və Şəkil 10-da konvektiv sütunları mənfi tərəfdə göstərir; yuxarıdakı parametrik abzasda isə 144,99 → 120,45 və 209,56 → 177,46 qiymətlərini mənfi işarəsiz yazır. Cədvəl mənbə mətnindəki rəqəmləri olduğu kimi qoruyur; onları yeni işarə ilə yenidən müəyyən etmir.

Xarici üzlük panelinin qalınlığının təsiri

Xarici üzlük panelinin qalınlığı 0,01 m-dən 0,10 m-ə artırıldıqda PV güc çıxışındakı dəyişmə kiçik qalmışdır. Hangzhou-da pik güc 27,92 W-dan 28,26 W-a, Wuhan-da 32,38 W-dan 32,99 W-a yüksəlmişdir. Mənbə bu fərqi elektrik istehsalı baxımından əhəmiyyətsiz hesab etmişdir.

İstilik tərəfində isə təsir daha aydındır. Daha qalın panel daha çox istilik ətaləti yaratmış; panelin daxili səthindəki temperatur dəyişməsinin divarın xarici səthinə çatmasını gecikdirmiş və temperatur dalğalanmasını yumşaltmışdır.

Buna görə xarici üzlük panelinin qalınlığı mənbə tədqiqatda elektrik istehsalının optimallaşdırılması dəyişənindən daha çox istilik saxlama, pik temperaturun azaldılması və zaman gecikməsi dəyişəni kimi önə çıxır.

Xarici səthin günəş udma qabiliyyətinin təsiri

Günəş udma qabiliyyəti xarici üzlük panelinə çatan qısa dalğalı günəş enerjisinin nə qədərini udduğunu müəyyən edən ölçüsüz material/səth parametridir. Mənbə analizində udma qabiliyyəti 0,9-dan 0,1-ə endirilmişdir.

Udma qabiliyyətinin azalması PV elektrik istehsalını yalnız çox kiçik dərəcədə dəyişmişdir. Hangzhou pik gücü 27,98 W-dan 28,38 W-a, Wuhan pik gücü 32,51 W-dan 33,14 W-a yüksəlmişdir. Mənbə bu təsiri əhəmiyyətsiz kimi təsnif etmişdir.

Divarın xarici səth temperaturuna təsir isə daha aydındır. Udma qabiliyyəti 0,9-dan 0,1-ə enərkən pik temperatur Hangzhou-da 38,79 °C-dən 35,40 °C-yə, Wuhan-da 44,73 °C-dən 39,98 °C-yə enmişdir.

Mənbədə fiziki zəncir açıq şəkildə belədir: daha aşağı udma qabiliyyəti → üzlük panelinin daha az günəş enerjisi udması → panel temperaturunun düşməsi → paneldən divara şüalanma və dolayı konvektiv istilik ötürülməsinin azalması → divarın xarici səth temperaturunun və xalis istilik qazancının azalması.

Xarici üzlük panelinin daxili səth emissiya əmsalının təsiri

Uzun dalğalı şüalanma emissiya əmsalı \(\varepsilon\) səthin termal şüalanma mübadiləsindəki effektivliyini təmsil edən ölçüsüz səth xüsusiyyətidir. Mənbə üzlük panelinin hava boşluğuna baxan daxili səthindəki emissiya əmsalını 0,9 ilə 0,1 arasında dəyişmişdir.

PV güc istehsalı bu dəyişiklikdən demək olar ki, təsirlənməmişdir. Emissiya əmsalının 0,9-dan 0,1-ə enməsi Hangzhou pik gücündə yalnız 0,07 W, Wuhan pik gücündə yalnız 0,13 W azalma yaratmışdır.

Bunun əksinə, divarın xarici səth temperaturu güclü şəkildə təsirlənmişdir. Hangzhou-da pik temperatur 40,09 °C-dən 32,75 °C-yə, Wuhan-da 46,45 °C-dən 36,26 °C-yə enmişdir. Mənbə həmçinin emissiya əmsalı artıq aşağı qiymətlərə gəldikdə temperaturun bu parametrə daha həssas olduğunu bildirir.

Mənbə şərhinə görə bunun əsas səbəbi panelin daxili səthindən divarın xarici səthinə uzun dalğalı şüalanma ötürülməsinin azalmasıdır. Sistem daxilində şüalanma ilə ötürülmə dominant olduğundan bu parametrdəki dəyişiklik ümumi istilik qazancına da təsir edir.

Dörd dizayn parametri birlikdə necə şərh edilməlidir?

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Tədqiqat dizaynı

Tədqiqat eksperimental prototip kampaniyası əvəzinə fizika əsaslı rəqəmsal modelləşdirmə yanaşmasından istifadə etmişdir. MATLAB R2023a mühitində PV-DSF-nin elektrik istehsalı, PV şüşənin enerji balansı, xarici üzlük panelində zamandan asılı keçiricilik, havalandırılan boşluq havasının enerji balansı və daxili divarda zamandan asılı keçiricilik bir-birinə bağlanmışdır.

Panel və divar üçün birölçülü istilik ötürülməsi qəbul edilmişdir. Sonlu fərq üsulu qeyri-aşkar sxemlə tətbiq edilmişdir. Son məkan addımı 0,001 m, zaman addımı 60 s seçilmişdir.

Əsas həndəsi və fiziki parametrlər

Model fərziyyələri və sadələşdirmələr

• Panel və divar boyunca istilik ötürülməsi birölçülü modelləşdirilmişdir.
• Fotovoltaik şüşənin xarici səthindəki uzun dalğalı şüalanma Əlavə A-dakı xarici səth əmsalının hesablanmasında nəzərə alınmamışdır.
• Hava boşluğunun kiçik qalınlığına görə panel–divar şüalanma hesabında kənar şüalanma təsirləri nəzərə alınmamışdır.
• Hava xüsusiyyətləri araşdırılan məhdud temperatur diapazonuna görə temperaturun xətti funksiyaları kimi yaxınlaşdırılmışdır.
• İyulun təmsilçi günü 31 günlük saatlıq məlumatların eyni saatlar üzrə arifmetik ortalaması ilə yaradılmışdır.
• Parametr təsirləri araşdırılarkən digər dizayn dəyişənləri sabit saxlanılmışdır.
• Ətraflı parametrik müqayisə iqlimləri bir-birindən nəzərəçarpacaq dərəcədə fərqli olduğuna görə Hangzhou və Wuhan üzərində aparılmışdır.

Model doğrulamasının əhatəsi

Doğrulamada əvvəlki ədəbiyyatdan eksperimental güc çıxışı və PV hüceyrə temperaturu məlumatlarından istifadə edilmişdir. Güc çıxışı üçün MAE 1,63 W və RMSE 1,84 W; temperatur üçün MAE 0,63 °C və RMSE 0,68 °C tapılmışdır. Mənbə temperatur fərqlərinin əhəmiyyətli hissəsini xarici səthin istilik ötürmə əmsalındakı sadələşdirmə ilə əlaqələndirmişdir.

Bu doğrulama modelin eksperimental məlumatlarla məqbul uyğunluq göstərə bildiyini dəstəkləyir; lakin bu, məqalədəki bütün örtülmə nisbəti, panel qalınlığı, udma qabiliyyəti, emissiya əmsalı və şəhər ssenarilərinin ayrı-ayrılıqda fiziki prototip təcrübələri ilə doğrulandığı demək deyil.

Əsas tapıntılar

Doqquz şəhərlik analizdə PV güc istehsalının gün ərzində gedişi qərbə baxan şaquli səthin günəş şüalanmasını yaxından izləmişdir. Xarici hava temperaturu elektrik istehsalına ikinci dərəcəli təsir göstərmişdir. Qərb səthi günəş şüalanması təxminən 15:00 ətrafında pikə çatmış və pik PV gücü şəhərlər arasında 27,48–33,84 W diapazonunda bildirilmişdir.

Divarın xarici səthi gündüz üzlük panelindən uzun dalğalı şüalanma ilə istilik qazanmış; gecə eyni mexanizmlə istilik itirmişdir. Konveksiya ilə istilik itkisi bütün gün davam etmişdir. Şüalanmalı istilik axını ümumi istilik ötürülməsi davranışında dominant mexanizm kimi tapılmışdır.

PV hüceyrə örtülmə nisbətinin artırılması elektrik istehsalını nəzərəçarpacaq dərəcədə artırarkən divarın xarici səth temperaturunu yalnız məhdud dərəcədə azaltmışdır. Xarici üzlük panelinin qalınlığının artırılması isə elektrik istehsalını əhəmiyyətli dərəcədə dəyişmədən divarın xarici səth temperaturunun pikini azaltmış, temperatur dalğalanmasını yatırmış və piki təxminən 2 saat gecikdirmişdir.

Xarici üzlük panelinin günəş udma qabiliyyətini azaltmaq panelin günəşdən aldığı istilik yükünü azaltdığı üçün divarın xarici səthinin pik temperaturunu və ümumi istilik qazancını azaltmışdır. Panelin daxili səth emissiya əmsalını azaltmaq isə panel–divar arasındakı uzun dalğalı şüalanma ötürülməsini məhdudlaşdırmış və xüsusilə aşağı emissiya əmsallarında divarın xarici səth temperaturuna güclü təsir göstərmişdir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• Araşdırılan PV-DSF modelində elektrik istehsalının gündəlik dəyişməsi qərb şaquli səth günəş şüalanması ilə güclü şəkildə əlaqəlidir.
• Araşdırılan dörd dizayn parametri içərisində PV elektrik istehsalına nəzərəçarpacaq dərəcədə təsir edən əsas dəyişən PV hüceyrə örtülmə nisbətidir.
• Xarici üzlük panelinin istilik saxlama davranışı divarın xarici səth temperaturunun pik böyüklüyünə, gecikməsinə və gündəlik dalğalanmasına təsir edir.
• Xarici səthin günəş udma qabiliyyətinin azaldılması modeldə divarın xarici səth temperaturunu və istilik qazancını azaldır.
• Daxili səthin uzun dalğalı emissiya əmsalının azaldılması paneldən divara şüalanma ötürülməsini məhdudlaşdıraraq divarın pik temperaturunu və ümumi istilik qazancını azaldır.
• Model nəticələrində divarın xarici səthindəki uzun dalğalı şüalanma ümumi istilik axınının gündəlik davranışında dominant komponentdir.
• Seçilmiş məkan və zaman addımları üçün həssaslıq sınağı aparılmış və model əvvəlki eksperimental məlumatlarla xəta metrikləri vasitəsilə müqayisə edilmişdir.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi ümumiləşdirmələr

• Nəticələr bütün iqlimlərdə və bütün PV-DSF həndəsələrində eyni ədədi temperatur və ya güc dəyişikliklərinin baş verəcəyini sübut etmir.
• Hangzhou və Wuhan parametrik nəticələri başqa şəhərlərə birbaşa eyni əmsallarla köçürülə bilməz.
• Tədqiqat sınaqdan keçirilmiş bütün dizayn variantlarının real binalarda ayrı-ayrılıqda sahə təcrübəsini təqdim etmir.
• Modeldə bir parametrin təsirli olması iqtisadi optimal dizayn qiymətinin avtomatik olaraq həmin parametrin ən aşağı və ya ən yüksək həddi olduğu demək deyil.
• Panel qalınlığının artırılması üçün konstruktiv yük, xərc, montaj, yanğın, texniki xidmət və ya həyat dövrü optimumu bu tədqiqatda müəyyən edilməmişdir.
• Aşağı emissiya əmsalı və ya aşağı günəş udma qabiliyyəti üçün materialın qocalması, çirklənməsi və uzunmüddətli sahə performansı bu modelin birbaşa mövzusu deyil.
• Mənbədə verilən ədədi nəticələr Türkiyə və ya başqa hədəf tətbiq coğrafiyası üçün təsdiqlənmiş yerli performans qiymətləri deyil.

Metodoloji əhatə və məhdudiyyətlər

Məqalə ayrıca “Limitations” başlığı açmır; lakin modelin riyazi tərifi öz əhatə sərhədlərini aydın göstərir. İstilik ötürülməsi birölçülüdür, bəzi şüalanma təsirləri nəzərə alınmayıb, hava xüsusiyyətləri temperaturun xətti funksiyaları ilə yaxınlaşdırılıb və İyul günü aylıq saatlıq ortalamalardan yaradılıb.

Bundan əlavə, modelin doğrulanması bu tədqiqat üçün qurulmuş bütün parametrik ssenarilərə aid yeni eksperimental məlumatlarla deyil, əvvəlki ədəbiyyatdakı təcrübə nəticələri ilə aparılmışdır. Buna görə tədqiqat dizayn istiqamətlərini və parametr təsirlərini anlamaq üçün güclü fizika əsaslı rəqəmsal çərçivə təqdim etsə də, konkret real bina üçün son layihə ölçüləndirilməsini əvəz etmir.

Mənbə daxilində notasiya və hesabat məqamları

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal tədqiqat: Influence of Design Parameters on the Thermoelectric Performance of Photovoltaic Double-Skin Façades

Müəlliflər: Yang Li; Hao Yuan; Rong Xia; Liqiang Hou.

Müəllif sırası: Yang Li, Hao Yuan, Rong Xia, Liqiang Hou.

Bərabər töhfə: Mənbə məqalədə ortaq birinci müəllif/bərabər töhfə bəyanatı yoxdur.

Məsul müəllif: Liqiang Hou.

Qurum 1: Guangzhou Urban Planning & Design Survey Research Institute Co., Ltd., Guangzhou 510060, China.

Qurum 2: Collaborative Innovation Center for Natural Resources Planning and Marine Technology of Guangzhou, Guangzhou 510060, China.

Qurum 3: Guangdong Enterprise Key Laboratory for Urban Sensing, Monitoring and Early Warning, Guangzhou 510060, China.

Qurum 4: College of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China.

Qurum 5: School of Design and Architecture, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310023, China.

Jurnal: Buildings.

Nəşriyyat: MDPI.

İl / cild / say / məqalə nömrəsi: 2026; 16(5); 1004.

DOI: 10.3390/buildings16051004.

Göndərilmə tarixi: 26 dekabr 2025.

Reviziya tarixi: 8 fevral 2026.

Qəbul tarixi: 28 fevral 2026.

Nəşr tarixi: 4 mart 2026.

Mənbə növü: Orijinal tədqiqat məqaləsi; fizika əsaslı rəqəmsal modelləşdirmə və parametrik simulyasiya tədqiqatı.

Rəyçilik statusu: Rəyli jurnalda dərc edilmiş məqalə.

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Rəsmi nəşr səhifəsi: https://www.mdpi.com/2075-5309/16/5/1004

Riyazi metod: MATLAB R2023a; birölçülü zamandan asılı istilik ötürülməsi; xarici üzlük paneli və divar üçün qeyri-aşkar sonlu fərq həlli; fotovoltaik istehsal, konveksiya, uzun dalğalı şüalanma və təbii qaldırma ilə hava axınının əlaqəli modelləşdirilməsi.

Modelin doğrulanması: Əvvəlki ədəbiyyatda dərc olunmuş eksperimental güc və PV hüceyrə temperaturu məlumatları ilə müqayisə. Güc üçün MAE 1,63 W və RMSE 1,84 W; PV temperaturu üçün MAE 0,63 °C və RMSE 0,68 °C.

İqlim məlumatı: Çindəki isti yay–soyuq qış bölgəsindən doqquz təmsilçi şəhər üçün İyul Tipik Meteoroloji İl məlumatları; 31 günün eyni saat qiymətlərinin arifmetik ortalaması ilə 24 saatlıq təmsilçi gün.

Parametrik şəhərlər: Hangzhou və Wuhan.

Maliyyələşdirmə: Collaborative Innovation Center for Natural Resources Planning and Marine Technology of Guangzhou, 2023B04J0301; Key Research and Development Program of Guangdong Province və Guangdong Enterprise Key Laboratory for Urban Sensing, Monitoring and Early Warning, 2025B04J0031; Zhejiang Province Construction Research Project, 2024K065 və 2025K064.

Məlumatların əlçatanlığı: Mənbə məlumatların sorğu əsasında təqdim ediləcəyini bildirir.

Maraqların toqquşması: Yang Li, Guangzhou Urban Planning & Design Survey Research Institute Co., Ltd. şirkətində çalışır. Digər müəlliflər tədqiqatın potensial kommersiya və ya maliyyə maraqlar toqquşması yarada biləcək münasibətlər olmadan aparıldığını bəyan etmişlər.

Müəllif töhfələri: Konseptuallaşdırma L.H.; metodologiya Y.L.; proqram təminatı Y.L.; formal analiz R.X.; tədqiqat Y.L. və H.Y.; məlumatların kurasiyası R.X.; doğrulama H.Y.; ilkin layihə Y.L.; nəzərdən keçirmə və redaktə L.H.; maliyyələşdirmənin əldə edilməsi Y.L. və L.H.

Əsas metodoloji şərh sərhədi: Nəticələr riyazi modelə və seçilmiş iqlim/sərhəd şərtlərinə aiddir. Tədqiqat bütün parametrik konfiqurasiyalar üçün yeni sahə təcrübələri təqdim etmir. Birölçülü model, göstərilən şüalanma nəzərəalmamaları, xətti hava xüsusiyyəti yanaşması və təmsilçi gün yaratma üsulu nəticələrin tətbiq ediləcəyi konteksti məhdudlaşdırır.