Фотоэлектрдик кош фасад (Photovoltaic Double-Skin Façade, PV-DSF), тышкы тараптагы фотоэлектрдик айнек менен каптоо панелин, желдетилүүчү аба көңдөйүн жана ички дубал катмарларын бириктирип, күндөн электр өндүрүүнү да, имараттын кабыгындагы жылуулук өткөрүлүшүн башкарууну да көздөгөн фасад системасы. Бул изилдөө тышкы каптоо панели бар PV-DSF системаларынын жайкы шарттардагы жылуулук жана электрдик жүрүм-турумун изилдөө үчүн MATLAB R2023a чөйрөсүндө математикалык модель түзгөн. Модель бир өлчөмдүү, убакытка көз каранды жылуулук өткөрүлүшүн жашыруун акыркы айырмалар ыкмасы менен чечет; фотоэлектрдик өндүрүштү, жылуулук өткөрүүнү, конвекцияны, узун толкундуу нурланууну жана табигый көтөрүү күчү пайда кылган аба кыймылын бирге карайт.

Изилдөөнүн негизги жыйынтыгы PV-DSFнин электр өндүрүшү биринчи кезекте батышты караган тик бетке түшкөн күн нурлануусун ээрчий турганын жана долбоордук параметрлердин ичинен электр өндүрүшүнө олуттуу таасир эткен негизги өзгөрмө фотоэлектрдик элементтердин каптоо үлүшү экенин көрсөтөт. Ал эми тышкы каптоо панелинин жылуулук сактоо таасири, тышкы бетинин күн нурлануусун сиңирүү жөндөмү жана ички бетинин узун толкундуу нур чыгаруу коэффициенти электр өндүрүшүнө караганда дубалдын тышкы бетинин температурасына жана жылуулук кирешесине көбүрөөк таасир берген.

Модель жыйынтыктарында дубалдын тышкы бети күндүз узун толкундуу нурлануу аркылуу жылуулук алып, түнкүсүн нурлануу аркылуу жылуулук жоготкон. Аба көңдөйүнө карай конвекция аркылуу жылуулук жоготуу болсо күнү бою уланган. Таза жылуулук өткөрүлүшүнүн өзгөрүшүндө нурлануу компоненти үстөм экени кабарланган. Тышкы каптоо панелинин калыңдыгын көбөйтүү температуранын чокусун азайтып, аны болжол менен 2 саат кечиктирген; тышкы беттин күн нурлануусун сиңирүү жөндөмүн же ички беттин нур чыгаруу коэффициентин төмөндөтүү да дубалдын тышкы бетинин чоку температурасын жана жалпы жылуулук кирешесин азайткан.

Бул жыйынтыктардын чеги маанилүү. Изилдөө Кытайдын тогуз шаарындагы июль айынын Типтүү Метеорологиялык Жыл маалыматтарынан түзүлгөн өкүл күн шарттарында иштеген сандык модель болуп саналат. Толук параметрдик изилдөөлөр өзгөчө Hangzhou жана Wuhan үчүн жүргүзүлгөн. Модель мурдагы изилдөөдөгү эксперименттик өлчөөлөр менен салыштырылганына карабастан, бул макала бул жерде каралган бардык PV-DSF конфигурацияларын чыныгы имараттарда өз-өзүнчө талаа сыноосун сунуштабайт.

Изилдөө чечүүгө аракет кылган маселе

Кош фасаддардын жылуулук жүрүм-туруму жөнүндө кеңири адабият бар болгону менен, тышкы фасадга фотоэлектрдик айнек кошулганда система жөн гана көлөкөлөө жана желдетүү элементи болбой калат. Фотоэлектрдик айнек күн нурлануусунун бир бөлүгүн электр энергиясына айландырат, бир бөлүгүн сиңирет, бир бөлүгүн өткөрөт жана өз температурасына жараша электрдик натыйжалуулугун өзгөртөт. Ошентип электр өндүрүшү менен фасад ичиндеги жылуулук өткөрүлүшү бири-бирине байланышат.

Булак изилдөө аныктаган адабияттагы боштук — тышкы каптоо панели бар реалдуу PV-DSF геометрияларында бул долбоордук өзгөрмөлөрдүн таасири жетиштүү деңгээлде ачык эмес. Мурунку PV-DSF жана PV-Trombe дубал изилдөөлөрүнүн олуттуу бөлүгүндө тышкы каптоо панели жок экени белгиленет. Ошондуктан бул изилдөө тышкы каптоо панелин да математикалык түзүлүшкө киргизип, каптоо үлүшү, панелдин калыңдыгы, күн нурлануусун сиңирүү жөндөмү жана узун толкундуу нур чыгаруу коэффициенти өз-өзүнчө кандай таасир жаратарын изилдейт.

“Термоэлектрдик көрсөткүч” бул жерде эмнени билдирет?

Булак макала англисче thermoelectric performance деген терминди колдонот. Бул изилдөөдөгү колдонуу термоэлектрдик материалдардагы Seebeck эффекти менен электр өндүрүүнү билдирбейт. Бул жердеги маани — PV-DSFнин жылуулук көрсөткүчү менен фотоэлектрдик электр өндүрүшүн бирге баалоо. Ошондуктан кыргызча баянда “жылуулук-электрдик көрсөткүч” деген түшүнүк колдонулат.

Фотоэлектрдик Кош Фасад (PV-DSF) Деген Эмне?

Фотоэлектрдик кош фасад — тышкы тарабында фотоэлектрдик айнек жана тышкы каптоо панели, алардын артында желдетилүүчү аба көңдөйү, андан ары көп катмарлуу имарат дубалы жайгашкан имарат кабыгынын системасы; булак моделинде аба көңдөйүндөгү табигый аба кыймылы жылуулукту алып кетсе, фотоэлектрдик айнек ошол эле учурда күн энергиясынан электр өндүрөт.

Булак моделиндеги физикалык түзүлүш

Модель бийиктиги 3 m жана туурасы 1 m болгон PV-DSFни көрсөтөт. Желдетилүүчү аба көңдөйүнүн калыңдыгы 0,15 m, желдетүү тешигинин аянты 0,15 m². Тышкы фотоэлектрдик көшөгө дубал фотоэлектрдик айнек менен тышкы каптоо панелинен турат. Ички дубал болсо эритме, экструддалган полистирол (XPS), бетон жана гипс катмарларынан турат.

Материал катмарларынын жылуулук касиеттери

Баштапкы долбоордук параметрлер

Тышкы каптоо панелинин тышкы бетинин күн нурлануусун сиңирүү жөндөмү 0,9, панелдин ички бетинин узун толкундуу нур чыгаруу коэффициенти 0,6 жана дубалдын тышкы бетинин узун толкундуу нур чыгаруу коэффициенти 0,6 деп алынган. CdTe фотоэлектрдик элементтеринин 25 °C эталондук температурадагы электр өндүрүш натыйжалуулугу %14, температура коэффициенти %0,2·K⁻¹. Фотоэлектрдик айнектин өткөрүмдүүлүгү 0,8, ал эми айнектин күн нурлануусун сиңирүү жөндөмү 0,05 деп берилген.

Күндүз жана түнкүсүн жылуулук агымы эмне үчүн айырмаланат?

Модель жыйынтыктарында тышкы каптоо панелинин ички бети күндүз ысып, дубалдын тышкы бетине узун толкундуу нурланууну өткөрөт. Ошондуктан дубалдын тышкы бетиндеги нурлануучу жылуулук агымы күндүз оң. Түнкүсүн каптоо панели муздаганда узун толкундуу нурлануунун таза багыты тескери бурулуп, дубалдын тышкы бети нурлануу аркылуу жылуулук жоготот. Ал эми дубалдын тышкы бетинен аба көңдөйүнө конвекция аркылуу жылуулук жоготуу күнү бою уланат. Булак жалпы жылуулук агымынын жүрүм-турумунда нурлануу компоненти үстөм экенин билдирет.

Фотоэлектрдик электр өндүрүшү кантип моделденген?

Фотоэлектрдик айнектин электр өндүрүшү булактагы Теңдеме (1) менен берилген:

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

Бул теңдемеде \(\varepsilon\) фотоэлектрдик элементтердин каптоо үлүшү; \(q_s\) батышты караган тик беттеги күн нурлануусу жана анын бирдиги W·m⁻²; \(\tau\) фотоэлектрдик айнектин өткөрүмдүүлүгү; \(\eta_{\mathrm{ref}}\) эталондук температурадагы электр өндүрүш натыйжалуулугу; \(B_r\) фотоэлектрдик айнектин температура коэффициенти; \(T_{\mathrm{PV}}\) фотоэлектрдик айнектин температурасы жана булак теңдемеде Kelvin колдонот.

298,15 K мааниси 25 °C эталондук температурага туура келет. Теңдемеде температуралык түзөтүү кемитүү белгиси менен берилгендиктен, фотоэлектрдик айнектин температурасы эталондук температурадан жогорулаган сайын чарчы кашаанын ичиндеги температуралык түзөтүү көбөйткүчү азаят. Демек, бирдей күн нурлануусу жана каптоо үлүшүндө ысыгыраак PV айнек моделде бир аз төмөн электрдик чыгыш берет.

Белгилөө/бирдик чеги: Булак \(E\)ни “power generation” деп атайт; бирок Теңдеме (1)де ачык фасад аянтынын көбөйткүчү көрүнбөйт жана \(q_s\) W·m⁻² бирдигинде. Натыйжа графиктеринде болсо кубат W менен берилет. Булак аянтка өтүү кайда колдонулганын бул теңдеменин айланасында өзүнчө түшүндүрбөгөндүктөн, Verianla бул түшүнүктү кайра аныктаган же жаңы аянт көбөйткүчүн кошкон эмес.

Фотоэлектрдик айнектин жылуулук балансы

PV айнектин температурасынын убакыт боюнча өзгөрүшү Теңдеме (2) менен моделденген:

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

Теңдеменин сол тарабы фотоэлектрдик айнектин бир убакыт кадамындагы энергияны сактоо/өзгөртүү мүчөсү. Оң тарабына тышкы каптоо панели менен жылуулук өткөрүү, тышкы аба менен жылуулук алмашуу, фотоэлектрдик айнек сиңирген күн энергиясы, элементтер жайгашкан бөлүктөн өткөн күн нурлануусуна байланыштуу мүчө жана электр өндүрүшүнө кеткен \(E\) мүчөсү чогуу кирет.

\(c_{\mathrm{PV}}\) менчик жылуулук сыйымдуулугун, \(\rho_{\mathrm{PV}}\) тыгыздыкты, \(d_{\mathrm{PV}}\) PV айнектин калыңдыгын, \(\Delta t\) убакыт кадамын, \(T_o\) тышкы аба температурасын, \(\alpha\) PV айнектин күн нурлануусун сиңирүү жөндөмүн жана \(h_{\mathrm{out}}\) тышкы беттин жалпы жылуулук өткөрүү коэффициентин билдирет.

Булак терминологиясы боюнча эскертүү: Теңдеме түшүндүрмөсүндө \(\lambda_{\mathrm{PV}}\) “thermal diffusivity” деп аталган; бирок булак ошол эле символ үчүн W·m⁻¹·K⁻¹ бирдигин берет. Бул жылуулук өткөрүмдүүлүктүн бирдиги. Булактагы аталыш үнсүз өзгөртүлгөн эмес.

Тышкы каптоо панели эмне үчүн акыркы айырма түйүндөрүнө бөлүнгөн?

Панель менен дубал калыңдыгы боюнча бир температурага ээ деп кабыл алынган эмес. Бир өлчөмдүү жылуулук өткөрүү панелдин калыңдыгындагы мейкиндик түйүндөрүндө чечилет. Булак тышкы каптоо панели үчүн Теңдеме (3)тө тышкы бет түйүнүн, ички түйүндөрдү жана аба көңдөйүнө караган ички бет түйүнүн өзүнчө энергия баланстары менен аныктаган:

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

Бул жерде \(i\) панелдин калыңдыгындагы түйүндүн ордун, \(j\) жана \(j+1\) ырааттуу убакыт деңгээлдерин көрсөткөн индекс түзүлүшү. Биринчи түйүн PV тарабындагы тышкы чек араны, акыркы түйүн болсо аба көңдөйү жана дубал менен жылуулук өз ара аракетинде болгон панелдин ички бетин билдирет. Орто түйүндөрдө энергиянын өзгөрүшү эки коңшу түйүндүн ортосундагы өткөрүү менен аныкталат.

Булак колдонгон чыгыш жана батыш интерфейс жылуулук өткөрүү коэффициенттери төмөнкүдөй:

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

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

Бул түзүлүш коңшу уячалардын жарым калыңдыктарынан турган ырааттуу жылуулук каршылыктарын колдонуп, интерфейс аркылуу өткөрүүнү билдирет. \(\Delta x\) мейкиндик кадамы. Булак аба көңдөйүнө караган панель бетинде конвекция коэффициенти үчүн \(h_{c,ew}\), панель–дубал узун толкундуу нурлануусу үчүн \(h_{r,w}\) колдонот.

Аба көңдөйүнүн энергия балансы

Желдетилүүчү көңдөй абасы үчүн энергия балансы Теңдеме (4)тө берилген:

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

\(T_f\) көңдөй абасынын температурасы. Панелдин ички бети жана дубалдын тышкы бети менен абанын ортосундагы конвекция аба көңдөйүнүн тышкы чөйрө менен энергия алмашуусу аркылуу тең салмакталган түзүлүш түзүлгөн.

Бөлмө менен айланма аба көңдөйүнүн ортосундагы жылуулук каршылыгы үчүн булак Теңдеме (5)ти төмөнкүдөй басып чыгарган:

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

Булак теңдемесинде \(h_{cg}\) жана \(h_{cw}\) белгилөөлөрү колдонулат, дароо кийинки түшүндүрмөдө болсо тышкы каптоо жана дубал беттери үчүн \(h_{c,ew}\) жана \(h_{c,iw}\) символдору аныкталат. Бул белгилөө өтүшү булакта өзүнчө түшүндүрүлгөн эмес. Мындан тышкары, Теңдеме (5)тин экспоненциалдык мүчөсү булакта жогорудагы түрдө басылган; Verianla өлчөмдүк түрүн кайра түзүп “оңдогон” эмес.

Аба массасынын кыймылы жана аба ылдамдыгы үчүн берилген теңдемелер:

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

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

Бул жерде \(H\) дубалдын бийиктиги; \(A_c\) дубалдын аянты; \(A_a\) аба көңдөйүнүн кесилиш аянты; \(A_v\) аба тешиктеринин аянты; \(\rho_f\) көңдөй абасынын тыгыздыгы; \(v\) аба ылдамдыгы. Теңдеме (7)нин физикалык кыймылдаткыч мүчөсү \(T_f-T_o\) температура айырмасы: көңдөйдөгү аба менен тышкы чөйрөнүн температура айырмасы табигый көтөрүлүү таасирине байланышкан. Булак тескери агым же терс түбүр абалдары үчүн өзүнчө чек протоколун түшүндүрбөйт; ошондуктан Verianla мындай абал үчүн жаңы жүрүм-турум аныктаган эмес.

Ички дубалда убакытка көз каранды жылуулук өткөрүү

Көп катмарлуу ички дубал да акыркы айырма түйүндөрү менен моделденген. Булак Теңдеме (8):

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

Ички чөйрөнүн долбоордук температурасы булакта 26 °C, ички беттин жалпы жылуулук өткөрүү коэффициенти \(h_{\mathrm{in}}\) болсо 8,7 W·m⁻²·K⁻¹ деп берилген. Теңдеме түзүлүшүндө \(i=1\) тарабы аба көңдөйү жана панель менен, \(i=n\) тарабы болсо \(T_{\mathrm{in}}\) ички чөйрө температурасы менен өз ара аракеттенет.

Булак ичиндеги индекс эскертүүсү: Теңдеме (8)дин дароо астындагы түшүндүрмө \(T_{i,n}\)ди “дубалдын тышкы бетинин температурасы” деп аныктайт. Ал эми теңдеменин чек шарттары \(i=1\) түйүнүн аба көңдөйү жана панелдин нурлануусу менен, \(i=n\) түйүнүн ички чөйрө \(T_{\mathrm{in}}\) менен байланыштырат. Ошондуктан булак тексти менен теңдеменин чек түзүлүшүнүн ортосунда индекс аталышынын шайкешсиздиги бар; Verianla индекстерди үнсүз кайра аныктаган эмес.

Тышкы беттин жылуулук өткөрүү коэффициенти

А тиркемесинде фотоэлектрдик айнектин тышкы бетиндеги узун толкундуу нурлануу эске алынбай, тышкы беттин жалпы жылуулук өткөрүү коэффициенти орточо тышкы шамал ылдамдыгынын функциясы катары берилген:

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

Бул жерде \(v\) тышкы чөйрөнүн орточо шамал ылдамдыгы жана анын бирдиги m·s⁻¹. Бул теңдеме моделдин тышкы чөйрө менен жылуулук алмашуусун шамал ылдамдыгына байланыштырган көмөкчү көз карандылык.

Панель менен дубалдын ортосундагы узун толкундуу нурлануу

Булак аба көңдөйүнүн калыңдыгы аз болгондуктан четки нурлануу таасирин эске албайт. Панель менен дубалдын ортосундагы эквиваленттүү нурлануучу жылуулук өткөрүү коэффициенти:

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

\(T_{e,n}\) бул байланышта тышкы каптоо панелинин ички бет температурасы, \(T_{i,1}\) дубалдын көңдөйгө караган бет температурасы катары колдонулат. \(\varepsilon_{e,i}\) каптоо панелинин ички бетинин, \(\varepsilon_{i,e}\) дубалдын тышкы бетинин нур чыгаруу коэффициенти. \(\sigma\) узун толкундуу нурлануу байланышындагы Stefan–Boltzmann туруктуусун билдирген стандарттык символ; булак бул жерде туруктуунун сандык маанисин өзүнчө бербейт.

Теңдеме (A2)нин маанилүү физикалык натыйжасы — нур чыгаруу коэффициенти азайган сайын эки беттин ортосундагы эквиваленттүү нурлануучу жылуулук өткөрүү коэффициенти да азайышы мүмкүн. Изилдөөнүн параметрдик жыйынтыктарында каптоонун ички бетинин нур чыгаруу коэффициенти төмөн болгондо дубалдын чоку температурасынын төмөндөшү ушул нурлануу байланышы менен шайкеш.

Табигый конвекция: Nusselt, Rayleigh жана Prandtl сандары

C тиркемеси аба көңдөйүнүн беттериндеги конвекция коэффициенттерин Nusselt саны аркылуу эсептейт. Бирок булак Теңдеме (A3)тү басылган түрүндө төмөнкүдөй берет:

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

Булактын айланасындагы тексти эки башка бет үчүн конвекция коэффициенттери жөнүндө айтат жана кийинки Теңдеме (A4) \(Nu_{ew}\) жана \(Nu_{iw}\) үчүн өзүнчө байланыштарды берет. Ошого карабастан, A3түн басылган түрүндө бир эле \(h_{c,iw}\) жана \(Nu_{iw}\) туюнтмасы эки жолу кайталанган. Бул жерде булактын ордуна “оңдолгон” жаңы теңдеме жазылган эмес.

Nusselt сандары булакта төмөнкү бөлүктүү байланыштар менен эсептелет:

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

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

Булак ошол эле бөлүмдө өлчөмсүз сандарды жана абанын касиеттерин төмөнкүдөй аныктайт:

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

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

Rayleigh саны температура айырмасы менен көтөрүлүү күчүнүн табигый конвекцияга таасирин; Prandtl саны импульс жана жылуулук диффузиясынын касиеттеринин катышын; Nusselt саны болсо беттик конвекциянын жылуулук өткөрүүгө салыштырмалуу күчүн билдирген өлчөмсүз чоңдуктар. Бул түшүндүрмөлөр теңдемелердин физикалык ролун түшүнүүгө багытталган; изилдөөнүн жаңы эксперименттик жыйынтыгы эмес.

Температура белгилөөсү: Булак мурда \(T_f\)ти °C деп аныктаган болсо, C тиркемесинде \(\beta=1/T_f\) деп жазат; ошол эле макалада Теңдеме (7) абсолюттук температурага өтүүнү \(T_f+273\) түрүндө ачык колдонот. C тиркемесиндеги \(\beta\) туюнтмасы үчүн өзүнчө °C→K айландыруу текстте көрсөтүлбөгөндүктөн, Verianla муну үнсүз кошкон эмес.

Абанын касиеттеринин температура менен өзгөрүшү

Булак аба көңдөйүндөгү температура диапазону чектелүү деп кабыл алып, абанын касиеттери менен температуранын ортосунда сызыктуу байланыштарды колдонгон:

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

\(\mu_f\) динамикалык илешкектүүлүктү, \(\rho_f\) тыгыздыкты жана \(\lambda_f\) абанын жылуулук өткөрүмдүүлүгүн билдирет. Булак бул сызыктуу ыкма чектелүү температура диапазонуна байланыштуу колдонулганын ачык белгилейт.

Мейкиндик жана убакыт кадамына сезгичтик

Акыркы айырма чечими сандык кадамдарга ашыкча сезгич же сезгич эмес экенин текшерүү үчүн дубалдын тышкы бетинин температурасы боюнча кадам тести жүргүзүлгөн. Текстте мейкиндик кадамдары 0,0005; 0,001; 0,002; 0,004; 0,01 жана 0,015 m деп тизмеленет. Булактагы 2-сүрөттүн легендасында болсо 0,01 m ордуна 0,008 m көрүнөт. Ошол эле абзац жыйынтыктар мейкиндик кадамы 0,008 mден төмөн болгондо бири-бирине жакын экенин билдирет. Акыркы эсептөөлөрдө 0,001 m тандалган.

Убакыт кадамынын тести 30, 60, 120, 240, 600 жана 1200 s маанилери менен жүргүзүлгөн. Булак 240 sден чоң убакыт кадамдарында жыйынтыктар ката болуп каларын; кичирээк кадамдарда жыйынтыктар бири-бирине жакын экенин билдирет. Сезгичтик менен эсептөө туруктуулугунун ортосунда тең салмак сактоо үчүн 60 s убакыт кадамы колдонулган.

Модель кантип текшерилген?

Изилдөөчүлөр бул макала үчүн жаңы прототип эксперименттик түзүлүш орнотуунун ордуна, мурда жарыяланган изилдөөдөгү эксперименттик маалыматтарды моделди текшерүүдө колдонгон. Сандык модель менен эксперименттик сыноолордун параметр конфигурациялары дал келтирилген; салыштыруу өзгөрмөлөрү кубат чыгышы жана PV элементтин температурасы болгон.

MAE (Mean Absolute Error / Орточо Абсолюттук Ката), божомолдор менен эксперименттик маанилердин ортосундагы абсолюттук айырмалардын орточосун билдирет. RMSE (Root Mean Square Error / Орточо Квадраттык Катанын Тамыры) болсо чоң каталарга квадраттык салмак бергендиктен, чоңураак четтөөлөргө сезгич. Булак бул ката деңгээлдерин моделдин PV-DSF жылуулук көрсөткүчүн симуляциялоо үчүн ишенимдүү экенин колдогон текшерүү жыйынтыгы катары чечмелейт.

PV элемент температурасынын калган айырмаларынын негизги себеби катары тышкы беттин жылуулук өткөрүү коэффициентинин жөнөкөйлөштүрүлгөн ыкмасы көрсөтүлгөн. Бул жагдай модель “өлчөөнүн так көчүрмөсү” эмес экенин жана физикалык процесс белгилүү байланыштар аркылуу жакындатылганын көрсөтөт.

Өкүл июль күнү кантип түзүлгөн?

Изилдөө Кытайдын ысык жай–суук кыш климаттык аймагынан тогуз өкүл шаарды тандаган: Changsha, Chengdu, Chongqing, Hangzhou, Hefei, Nanchang, Nanjing, Shanghai жана Wuhan. Июль айына тиешелүү Типтүү Метеорологиялык Жыл маалыматтарынан сааттык глобалдык горизонталдык нурлануу, түз нормалдык нурлануу жана чачыранды горизонталдык нурлануу колдонулуп, батышты караган тик беттеги сааттык күн нурлануусу эсептелген.

31 күндүн ар бириндеги бир эле саатка туура келген тышкы аба температурасы жана батыш тик бетинин күн нурлануусу арифметикалык орточолонуп, 24 сааттык өкүл күн түзүлгөн. Демек моделдеги “типтүү күн” белгилүү календардык күндөгү жалгыз талаа өлчөөсү эмес, июль айынын сааттык өзгөчөлүктөрүн орточолоштуруу аркылуу көрсөткөн синтетикалык күн.

Булак текст калган үч шаар үчүн бул орточо жуптарды сандык түрдө өзүнчө жазбайт. Ошондуктан булак графигинен визуалдык божомол жасап жаңы так маани чыгарылган эмес.

Батыш фасадындагы электр өндүрүшүнүн күндөлүк жүрүм-туруму

Батышты караган тик беттин күн нурлануусу эртең менен жай өскөн, түштөн кийин түз күн компоненти ишке киргенде тез жогорулап, андан соң күн батышына карай азайган. Булак нурлануунун чокусу болжол менен 15:00 чамасында пайда болгонун билдирет.

Кубат ийри сызыгы күн нурлануусун жакын ээрчисе да, толук сызыктуу эмес. Теңдеме (1)де көрүнгөндөй, PV температурасы да электр өндүрүшүнө таасир эткендиктен, бирдей нурлануу деңгээлинде PV температурасы өзгөрсө, чыгыш аз өлчөмдө өзгөрүшү мүмкүн.

PV-DSF компоненттеринин температуралары эмнени көрсөттү?

PV-DSF компоненттеринин температуралары жалпысынан тышкы аба температурасынын күндөлүк өзгөрүшүн ээрчиген; дубалдын тышкы бетинин температурасында болсо болжол менен 1–2 сааттык кечигүү байкалган. PV айнектин жана тышкы каптоо панелинин ички бет температуралары күндүз тышкы аба температурасынан кыйла жогору.

Булак PV айнек температурасынын чоку мааниси тышкы аба температурасынан 17,40–28,59 °C, тышкы каптоо панелинин ички бет температурасынын чокусу болсо 16,86–27,08 °C жогору болушу мүмкүн экенин билдирет. Тышкы каптоо панелинин ички бетинин чоку температурасы дубалдын тышкы бетинин чоку температурасынан 9,93–15,28 °C жогору табылган.

Бул айырма фотоэлектрдик айнек менен каптоо панели келген күн жүгүнүн олуттуу бөлүгүн ички дубалга жеткенге чейин кабыл алышы менен байланышкан. Аба көңдөйүнүн температурасы тышкы аба температурасына салыштырмалуу жакын бойдон калган жана күнү бою дубалдын тышкы бетинин температурасынан төмөн болгон; бул дубал бетинен көңдөй абасына үзгүлтүксүз конвекциялык жылуулук жоготуу жыйынтыгы менен шайкеш.

Дубалдын тышкы бетиндеги жылуулук агымдары

Булактын белги эрежесинде терс жылуулук агымы беттен жылуулук жоготууну, оң жылуулук агымы бетке жылуулук кирешесин билдирет. Өкүл күн жыйынтыктарында конвекциялык жылуулук агымы күнү бою терс. Нурлануучу жылуулук агымы күндүз оң, түнкүсүн терс.

Нурлануучу жылуулук агымынын чокусу конвекциялык агым чокусунан 1–2 саат кийин, жалпы жылуулук агымынын чокусу болсо нурлануу чокусунан болжол менен 1 саат кийин пайда болгону белгиленген. Бул кечигүү фасад катмарларынын жылуулук сактоо жүрүм-турумунун убакыттык таасирин көрсөтөт.

PV-DSFде Электр Өндүрүшүнө Эң Көп Кайсы Долбоордук Параметр Таасир Этет?

Бул изилдөө текшерген төрт долбоордук өзгөрмөнүн ичинен фотоэлектрдик электр өндүрүшүнө олуттуу таасир эткен өзгөрмө — фотоэлектрдик элементтердин каптоо үлүшү; тышкы каптоо панелинин калыңдыгы, тышкы беттин күн нурлануусун сиңирүү жөндөмү жана ички беттин нур чыгаруу коэффициентинин электр өндүрүшүнө таасири булак тарабынан эске албоого боло турган деңгээлде бааланган. Бул жыйынтык Hangzhou жана Wuhan үчүн жүргүзүлгөн моделдин параметрдик анализинин чегинде жарактуу.

Фотоэлектрдик элементтердин каптоо үлүшүнүн таасири

Каптоо үлүшү %0дон %100гө көтөрүлгөндө электр өндүрүшү болжол менен пропорционалдуу өскөн. Булак %100 каптоо үлүшүндө Hangzhou үчүн 306,94 W, Wuhan үчүн 357,92 W “daily total power generation” маанисин берет. Булак бул күндөлүк жалпы маанилерди W бирдиги менен билдирген; бул жерде Whке айландыруу жасалган эмес.

Каптоо үлүшүнүн жылуулук жүрүм-турумуна таасири электр өндүрүшүнө таасирине караганда кыйла кичине. Каптоо үлүшү %0дон %100гө көтөрүлгөндө дубалдын тышкы бетинин максималдуу температурасы Hangzhouда 39,52 °Cден 38,30 °Cге, Wuhanда 45,59 °Cден 44,15 °Cге төмөндөгөн.

Булак PV элементтери көбөйгөндө каптоо панелине жеткен күн нурлануусунун бир бөлүгү тосуларын жана мунун натыйжасында панелдин ички бетинен дубалга узун толкундуу нурлануу аркылуу берилген жылуулук бир аз азаярын түшүндүрөт. Ошого карабастан температура өзгөрүшүнүн көлөмү чектелүү болгондуктан, каптоо үлүшүнүн дубалдын тышкы бетинин температурасына таасири эске албоого болот деп бааланган.

Белги эскертүүсү: Булак мурда конвекциялык агымды терс жылуулук жоготуу катары аныктайт жана 10-сүрөттө конвекциялык мамычаларды терс тарапта көрсөтөт; жогорудагы параметрдик абзацта болсо 144,99 → 120,45 жана 209,56 → 177,46 маанилерин терс белгисиз жазат. Таблица булак текстиндеги сандарды өзгөртпөй сактайт; аларды жаңы белги менен кайра аныктабайт.

Тышкы каптоо панелинин калыңдыгынын таасири

Тышкы каптоо панелинин калыңдыгы 0,01 mден 0,10 mге көтөрүлгөндө PV кубат чыгышындагы өзгөрүү аз бойдон калган. Hangzhouда чоку кубат 27,92 Wдан 28,26 Wга, Wuhanда 32,38 Wдан 32,99 Wга өскөн. Булак бул айырманы электр өндүрүшү жагынан эске албоого болот деп баалаган.

Жылуулук жагында болсо таасир кыйла ачык. Калыңыраак панель көбүрөөк жылуулук инерциясын түзгөн; панелдин ички бетиндеги температура өзгөрүшүнүн дубалдын тышкы бетине жетишин кечиктирип, температуранын термелүүсүн жумшарткан.

Ошондуктан тышкы каптоо панелинин калыңдыгы булак изилдөөдө электр өндүрүшүн оптималдаштыруу өзгөрмөсүнө караганда көбүрөөк жылуулук сактоо, чоку температураны басаңдатуу жана убакытты кечиктирүү өзгөрмөсү катары айырмаланат.

Тышкы беттин күн нурлануусун сиңирүү жөндөмүнүн таасири

Күн нурлануусун сиңирүү жөндөмү — тышкы каптоо панелине жеткен кыска толкундуу күн энергиясынын канча бөлүгү сиңирилерин аныктаган өлчөмсүз материал/бет параметри. Булак анализинде сиңирүү жөндөмү 0,9дан 0,1ге төмөндөтүлгөн.

Сиңирүү жөндөмүнүн төмөндөшү PV электр өндүрүшүн өтө аз гана өзгөрткөн. Hangzhou чоку кубаты 27,98 Wдан 28,38 Wга, Wuhan чоку кубаты 32,51 Wдан 33,14 Wга өскөн. Булак бул таасирди эске албоого болот деп классификациялаган.

Дубалдын тышкы бетинин температурасына таасир болсо ачыгыраак. Сиңирүү жөндөмү 0,9дан 0,1ге түшкөндө чоку температура Hangzhouда 38,79 °Cден 35,40 °Cге, Wuhanда 44,73 °Cден 39,98 °Cге төмөндөгөн.

Булакта физикалык чынжыр ачык түрдө мындай берилет: төмөн сиңирүү жөндөмү → каптоо панелинин күн энергиясын азыраак сиңириши → панелдин температурасынын төмөндөшү → панелден дубалга нурлануу жана кыйыр конвекциялык жылуулук өткөрүлүшүнүн азайышы → дубалдын тышкы бетинин температурасынын жана таза жылуулук кирешесинин төмөндөшү.

Тышкы каптоо панелинин ички бетинин нур чыгаруу коэффициентинин таасири

Узун толкундуу нурлануунун нур чыгаруу коэффициенти \(\varepsilon\) беттин жылуулук нурлануу алмашуусундагы натыйжалуулугун билдирген өлчөмсүз бет касиети. Булак каптоо панелинин аба көңдөйүнө караган ички бетиндеги нур чыгаруу коэффициентин 0,9дан 0,1ге чейин өзгөрткөн.

PV кубат өндүрүшү бул өзгөрүүдөн дээрлик таасирленген эмес. Нур чыгаруу коэффициентинин 0,9дан 0,1ге төмөндөшү Hangzhou чоку кубатында болгону 0,07 W, Wuhan чоку кубатында болгону 0,13 W азайуу жараткан.

Ал эми дубалдын тышкы бетинин температурасы күчтүү таасирленген. Hangzhouда чоку температура 40,09 °Cден 32,75 °Cге, Wuhanда 46,45 °Cден 36,26 °Cге төмөндөгөн. Булак ошондой эле нур чыгаруу коэффициенти ансыз да төмөн маанилерге келгенде температура бул параметрге сезгичирээк болоорун белгилейт.

Булак түшүндүрмөсүнө ылайык, мунун негизги себеби панелдин ички бетинен дубалдын тышкы бетине узун толкундуу нурлануунун өтүшү азайышы. Системанын ичинде нурлануу аркылуу өткөрүү үстөм болгондуктан, бул параметрдеги өзгөрүү жалпы жылуулук кирешесине да таасир этет.

Төрт долбоордук параметрди бирге кантип түшүндүрүү керек?

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Изилдөө дизайны

Изилдөө эксперименттик прототип кампаниясынын ордуна физикага негизделген сандык моделдөө ыкмасын колдонгон. MATLAB R2023a чөйрөсүндө PV-DSFнин электр өндүрүшү, PV айнектин энергия балансы, тышкы каптоо панелиндеги убакытка көз каранды өткөрүү, желдетилүүчү көңдөй абасынын энергия балансы жана ички дубалдагы убакытка көз каранды өткөрүү бири-бири менен байланышкан.

Панель жана дубал үчүн бир өлчөмдүү жылуулук өткөрүлүшү кабыл алынган. Акыркы айырмалар ыкмасы жашыруун схема менен колдонулган. Акыркы мейкиндик кадамы 0,001 m, убакыт кадамы 60 s деп тандалган.

Негизги геометриялык жана физикалык параметрлер

Модель божомолдору жана жөнөкөйлөштүрүүлөр

• Панель жана дубал боюнча жылуулук өткөрүлүшү бир өлчөмдүү түрдө моделденген.
• Фотоэлектрдик айнектин тышкы бетиндеги узун толкундуу нурлануу А тиркемесиндеги тышкы бет коэффициентин эсептөөдө эске алынган эмес.
• Аба көңдөйүнүн калыңдыгы аз болгондуктан, панель–дубал нурлануусун эсептөөдө четки нурлануу таасирлери эске алынган эмес.
• Абанын касиеттери каралган чектелүү температура диапазонуна байланыштуу температуранын сызыктуу функциялары катары жакындатылган.
• Июлдун өкүл күнү 31 күндүк сааттык маалыматтардын бирдей сааттар боюнча арифметикалык орточосу менен түзүлгөн.
• Параметр таасирлери изилденгенде башка долбоордук өзгөрмөлөр туруктуу кармалган.
• Толук параметрдик салыштыруу климаттары бири-биринен олуттуу айырмалангандыктан Hangzhou жана Wuhan үчүн жүргүзүлгөн.

Моделди текшерүүнүн камтуусу

Текшерүүдө мурунку адабияттан эксперименттик кубат чыгышы жана PV элемент температурасы боюнча маалыматтар колдонулган. Кубат чыгышы үчүн MAE 1,63 W жана RMSE 1,84 W; температура үчүн MAE 0,63 °C жана RMSE 0,68 °C табылган. Булак температура айырмаларынын олуттуу бөлүгүн тышкы беттин жылуулук өткөрүү коэффициентиндеги жөнөкөйлөштүрүү менен байланыштырган.

Бул текшерүү моделдин эксперименттик маалыматтар менен жетиштүү шайкештик көрсөтө аларын колдойт; бирок бул макаладагы бардык каптоо үлүшү, панель калыңдыгы, сиңирүү жөндөмү, нур чыгаруу коэффициенти жана шаар сценарийлери өз-өзүнчө физикалык прототип эксперименттери менен текшерилген дегенди билдирбейт.

Негизги жыйынтыктар

Тогуз шаардык анализде PV кубат өндүрүшүнүн күн ичиндеги жүрүшү батышты караган тик беттин күн нурлануусун жакын ээрчиген. Тышкы аба температурасы электр өндүрүшүнө экинчи даражадагы таасир көрсөткөн. Батыш бетинин күн нурлануусу болжол менен 15:00 чамасында чокуга жетип, PV кубатынын чокусу шаарлар арасында 27,48–33,84 W диапазонунда кабарланган.

Дубалдын тышкы бети күндүз каптоо панелинен узун толкундуу нурлануу аркылуу жылуулук алган; түнкүсүн ошол эле механизм аркылуу жылуулук жоготкон. Конвекция аркылуу жылуулук жоготуу күнү бою уланган. Нурлануучу жылуулук агымы жалпы жылуулук өткөрүү жүрүм-турумунда үстөм механизм болуп табылган.

PV элементтеринин каптоо үлүшүн көбөйтүү электр өндүрүшүн олуттуу жогорулатса, дубалдын тышкы бетинин температурасын чектелүү гана азайткан. Тышкы каптоо панелинин калыңдыгын көбөйтүү болсо электр өндүрүшүн олуттуу өзгөртпөстөн дубалдын тышкы бетинин температура чокусун азайтып, температуранын термелүүсүн басаңдатып, чокуну болжол менен 2 саат кечиктирген.

Тышкы каптоо панелинин күн нурлануусун сиңирүү жөндөмүн азайтуу панелдин күндөн алган жылуулук жүгүн төмөндөтүп, дубалдын тышкы бетинин чоку температурасын жана жалпы жылуулук кирешесин азайткан. Панелдин ички бетинин нур чыгаруу коэффициентин азайтуу болсо панель–дубал ортосундагы узун толкундуу нурлануу өтүшүн чектеп, өзгөчө төмөн нур чыгаруу коэффициенттеринде дубалдын тышкы бетинин температурасына күчтүү таасир көрсөткөн.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

• Каралган PV-DSF моделинде электр өндүрүшүнүн күндөлүк өзгөрүшү батыш тик бетинин күн нурлануусу менен күчтүү байланышта.
• Каралган төрт долбоордук параметрдин ичинен PV электр өндүрүшүнө олуттуу таасир эткен негизги өзгөрмө — PV элементтеринин каптоо үлүшү.
• Тышкы каптоо панелинин жылуулук сактоо жүрүм-туруму дубалдын тышкы бетинин температурасынын чоку чоңдугуна, кечигишине жана күндөлүк термелүүсүнө таасир этет.
• Тышкы беттин күн нурлануусун сиңирүү жөндөмүн азайтуу моделде дубалдын тышкы бетинин температурасын жана жылуулук кирешесин азайтат.
• Ички беттин узун толкундуу нур чыгаруу коэффициентин азайтуу панелден дубалга нурлануучу өткөрүүнү чектеп, дубалдын чоку температурасын жана жалпы жылуулук кирешесин азайтат.
• Модель жыйынтыктарында дубалдын тышкы бетиндеги узун толкундуу нурлануу жалпы жылуулук агымынын күндөлүк жүрүм-турумунда үстөм компонент.
• Тандалган мейкиндик жана убакыт кадамдары үчүн сезгичтик тести жүргүзүлүп, модель мурунку эксперименттик маалыматтар менен ката метрикалары аркылуу салыштырылган.

Изилдөө колдобогон жалпылоолор

• Жыйынтыктар бардык климаттарда жана бардык PV-DSF геометрияларында бирдей сандык температура же кубат өзгөрүүлөрү болот деп далилдебейт.
• Hangzhou жана Wuhan параметрдик жыйынтыктарын башка шаарларга ошол эле коэффициенттер менен түздөн-түз көчүрүүгө болбойт.
• Изилдөө текшерилген бардык долбоор варианттарынын чыныгы имараттарда өзүнчө талаа эксперименттерин сунуштабайт.
• Моделде бир параметр таасирдүү деп табылышы экономикалык оптималдуу долбоордук маани автоматтык түрдө ошол параметрдин эң төмөн же эң жогорку чеги дегенди билдирбейт.
• Панелдин калыңдыгын көбөйтүү үчүн конструкциялык жүк, чыгым, монтаж, өрт, тейлөө же жашоо циклинин оптимуму бул изилдөөдө аныкталган эмес.
• Төмөн нур чыгаруу коэффициенти же төмөн күн нурлануусун сиңирүү жөндөмү үчүн материалдын картаюусу, булгануу жана узак мөөнөттүү талаа көрсөткүчү бул моделдин түздөн-түз темасы эмес.
• Булакта берилген сандык жыйынтыктар Түркия же башка максаттуу колдонуу географиясы үчүн текшерилген жергиликтүү көрсөткүчтөр эмес.

Методологиялык камтуу жана чектөөлөр

Макала өзүнчө “Limitations” деген аталыш ачпайт; бирок моделдин математикалык аныктамасы өзүнүн камтуу чектерин ачык көрсөтөт. Жылуулук өткөрүлүшү бир өлчөмдүү, айрым нурлануу таасирлери эске алынган эмес, абанын касиеттери температуранын сызыктуу функциялары менен жакындатылган жана июль күнү айлык сааттык орточолордон түзүлгөн.

Мындан тышкары, моделди текшерүү бул изилдөө үчүн түзүлгөн бардык параметрдик сценарийлерге тиешелүү жаңы эксперименттик маалыматтар менен эмес, мурунку адабияттагы эксперимент жыйынтыктары менен жүргүзүлгөн. Ошондуктан изилдөө долбоор багыттарын жана параметр таасирлерин түшүнүү үчүн күчтүү физикага негизделген сандык алкак сунуштаса да, конкреттүү чыныгы имарат үчүн акыркы долбоордук өлчөмдөөнүн ордун баспайт.

Булак ичиндеги белгилөө жана отчет берүү маселелери

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Түпнуска изилдөө: Influence of Design Parameters on the Thermoelectric Performance of Photovoltaic Double-Skin Façades

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

Авторлордун тартиби: Yang Li, Hao Yuan, Rong Xia, Liqiang Hou.

Тең салым: Булак макалада тең биринчи автор/тең салым тууралуу билдирүү жок.

Жооптуу автор: Liqiang Hou.

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

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

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

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

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

Журнал: Buildings.

Басмакана: MDPI.

Жыл / том / сан / макала номери: 2026; 16(5); 1004.

DOI: 10.3390/buildings16051004.

Жөнөтүлгөн күнү: 26 декабрь 2025.

Ревизия күнү: 8 февраль 2026.

Кабыл алынган күнү: 28 февраль 2026.

Жарыяланган күнү: 4 март 2026.

Булак түрү: Түпнуска изилдөө макаласы; физикага негизделген сандык моделдөө жана параметрдик симуляция изилдөөсү.

Рецензия абалы: Рецензияланган журналда жарыяланган макала.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Расмий жарыялоо барагы: https://www.mdpi.com/2075-5309/16/5/1004

Математикалык ыкма: MATLAB R2023a; бир өлчөмдүү убакытка көз каранды жылуулук өткөрүлүшү; тышкы каптоо панели жана дубал үчүн жашыруун акыркы айырма чечими; фотоэлектрдик өндүрүш, конвекция, узун толкундуу нурлануу жана табигый көтөрүлүү менен аба агымынын байланышкан моделдениши.

Моделди текшерүү: Мурунку адабиятта жарыяланган эксперименттик кубат жана PV элемент температурасы маалыматтары менен салыштыруу. Кубат үчүн MAE 1,63 W жана RMSE 1,84 W; PV температурасы үчүн MAE 0,63 °C жана RMSE 0,68 °C.

Климат маалыматтары: Кытайдагы ысык жай–суук кыш аймагынан тогуз өкүл шаар үчүн июль айынын Типтүү Метеорологиялык Жыл маалыматтары; 31 күндүн бирдей саат маанилеринин арифметикалык орточосу менен 24 сааттык өкүл күн.

Параметрдик шаарлар: Hangzhou жана Wuhan.

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

Маалыматтардын жеткиликтүүлүгү: Булак маалыматтар суроо-талап боюнча берилерин билдирет.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Yang Li Guangzhou Urban Planning & Design Survey Research Institute Co., Ltd. мекемесинде иштейт. Башка авторлор изилдөө потенциалдуу коммерциялык же каржылык кызыкчылыктардын кагылышын жаратышы мүмкүн болгон мамилелерсиз жүргүзүлгөнүн билдиришкен.

Авторлордун салымдары: Концептуалдаштыруу L.H.; методология Y.L.; программалык камсыздоо Y.L.; формалдык анализ R.X.; изилдөө Y.L. жана H.Y.; маалыматтарды курациялоо R.X.; текшерүү H.Y.; биринчи долбоор Y.L.; карап чыгуу жана редакциялоо L.H.; каржылоону алуу Y.L. жана L.H.

Негизги методологиялык түшүндүрмө чеги: Жыйынтыктар математикалык модель жана тандалган климат/чек шарттарына тиешелүү. Изилдөө бардык параметрдик конфигурациялар үчүн жаңы талаа эксперименттерин сунуштабайт. Бир өлчөмдүү модель, көрсөтүлгөн нурлануу эске албоолору, абанын касиеттерин сызыктуу жакындатуу жана өкүл күн түзүү ыкмасы жыйынтыктар колдонулуучу контекстти чектейт.