Fotovoltaik ikki qavatli fasad (Photovoltaic Double-Skin Façade, PV-DSF), tashqi tomondagi fotovoltaik shisha va qoplama panelini, shamollatiladigan havo bo‘shlig‘ini hamda ichki devor qatlamlarini birlashtirib, bir vaqtning o‘zida quyoshdan elektr energiyasi ishlab chiqarish va bino qobig‘idagi issiqlik uzatilishini boshqarishga mo‘ljallangan fasad tizimidir. Ushbu tadqiqot tashqi qoplama panelli PV-DSFlarning yozgi sharoitdagi issiqlik va elektr xatti-harakatini o‘rganish uchun MATLAB R2023a muhitida matematik model yaratgan. Model bir o‘lchamli, vaqtga bog‘liq issiqlik uzatilishini nooshkor chekli ayirmalar usuli bilan yechadi; fotovoltaik ishlab chiqarish, issiqlik o‘tkazish, konveksiya, uzun to‘lqinli nurlanish va tabiiy ko‘tarilish kuchi hosil qiladigan havo harakatini birgalikda hisobga oladi.

Tadqiqotning asosiy natijasi PV-DSFning elektr ishlab chiqarishi avvalo g‘arbga qaragan vertikal sirtga tushuvchi quyosh nurlanishini kuzatishini va dizayn parametrlari orasida elektr ishlab chiqarishga sezilarli ta’sir ko‘rsatadigan asosiy o‘zgaruvchi fotovoltaik hujayralarning qoplash nisbati ekanini ko‘rsatadi. Bunga qarshi, tashqi qoplama panelining issiqlik saqlash ta’siri, tashqi sirtining quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyenti va ichki sirtining uzun to‘lqinli nurlanish emissiya koeffitsiyenti elektr ishlab chiqarishdan ko‘ra devor tashqi sirtining harorati va issiqlik kirimiga ko‘proq ta’sir ko‘rsatgan.

Model natijalarida devor tashqi sirti kunduz uzun to‘lqinli nurlanish orqali issiqlik olgan, kechasi esa nurlanish orqali issiqlik yo‘qotgan. Havo bo‘shlig‘iga tomon konveksiya orqali issiqlik yo‘qotilishi esa kun bo‘yi davom etgan. Sof issiqlik uzatilishining o‘zgarishida nurlanish komponenti ustun ekani xabar qilingan. Tashqi qoplama paneli qalinligining oshirilishi harorat cho‘qqisini kamaytirib, uni taxminan 2 soatga kechiktirgan; tashqi sirtning quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyenti yoki ichki sirt emissiya koeffitsiyentining kamaytirilishi ham devor tashqi sirtining cho‘qqi haroratini va umumiy issiqlik kirimini kamaytirgan.

Bu natijalarning chegarasi muhim. Tadqiqot Xitoyning to‘qqiz shahridagi iyul oyining Tipik Meteorologik Yil ma’lumotlaridan tuzilgan vakillik kun sharoitlarida ishlaydigan raqamli modeldir. Batafsil parametrik tadqiqotlar ayniqsa Hangzhou va Wuhan uchun olib borilgan. Model avvalgi tadqiqotdagi eksperimental o‘lchovlar bilan taqqoslangan bo‘lsa-da, ushbu maqola bu yerda ko‘rib chiqilgan barcha PV-DSF konfiguratsiyalarining real binolarda alohida dala sinovlarini taqdim etmaydi.

Tadqiqot hal qilishga urinayotgan muammo

Ikki qavatli fasadlarning issiqlik xatti-harakati haqida keng adabiyot mavjud bo‘lsa-da, tashqi fasadga fotovoltaik shisha qo‘shilganda tizim faqat soyalanish va shamollatish elementi bo‘lib qolmaydi. Fotovoltaik shisha quyosh nurlanishining bir qismini elektr energiyasiga aylantiradi, bir qismini yutadi, bir qismini o‘tkazadi va o‘z haroratiga bog‘liq holda elektr samaradorligini o‘zgartiradi. Shu tariqa elektr ishlab chiqarish bilan fasad ichidagi issiqlik uzatilishi o‘zaro bog‘lanadi.

Manba tadqiqot belgilagan adabiyotdagi bo‘shliq shundan iboratki, tashqi qoplama panelli realistik PV-DSF geometriyalarida ushbu dizayn o‘zgaruvchilarining ta’siri yetarlicha aniq emas. Avvalgi PV-DSF va PV-Trombe devori tadqiqotlarining muhim qismida tashqi qoplama paneli bo‘lmagani qayd etiladi. Shu sababli ushbu tadqiqot tashqi qoplama panelini ham matematik tuzilishga kiritib, qoplash nisbati, panel qalinligi, quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyenti va uzun to‘lqinli emissiya koeffitsiyenti alohida qanday ta’sirlar hosil qilishini o‘rganadi.

“Termoelektrik samaradorlik” bu yerda nimani anglatadi?

Manba maqola ingliz tilida thermoelectric performance atamasini ishlatadi. Ushbu tadqiqotdagi qo‘llanish termoelektrik materiallardagi Seebeck effekti orqali elektr ishlab chiqarishni anglatmaydi. Bu yerda ma’no PV-DSFning issiqlik samaradorligi va fotovoltaik elektr ishlab chiqarishining birgalikda baholanishidir. Shu sababli o‘zbekcha bayonda “issiqlik-elektr samaradorligi” ifodasi ishlatilgan.

Fotovoltaik Ikki Qavatli Fasad (PV-DSF) Nima?

Fotovoltaik ikki qavatli fasad tashqi tomonda fotovoltaik shisha va tashqi qoplama paneli, ularning ortida shamollatiladigan havo bo‘shlig‘i va yanada ichkarida ko‘p qatlamli bino devori joylashgan bino qobig‘i tizimidir; manba modelida havo bo‘shlig‘idagi tabiiy havo harakati issiqlikni olib chiqadi, fotovoltaik shisha esa bir vaqtning o‘zida quyosh energiyasidan elektr ishlab chiqaradi.

Manba modelidagi fizik tuzilma

Model balandligi 3 m va eni 1 m bo‘lgan PV-DSFni ifodalaydi. Shamollatiladigan havo bo‘shlig‘ining qalinligi 0,15 m, shamollatish tirqishining maydoni 0,15 m². Tashqi fotovoltaik parda devor fotovoltaik shisha va tashqi qoplama panelidan iborat. Ichki devor esa qorishma, ekstrudirovka qilingan polistirol (XPS), beton va gips qatlamlaridan tashkil topgan.

Material qatlamlarining issiqlik xususiyatlari

Boshlang‘ich dizayn parametrlari

Tashqi qoplama paneli tashqi sirtining quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyenti 0,9, panel ichki sirtining uzun to‘lqinli nurlanish emissiya koeffitsiyenti 0,6 va devor tashqi sirtining uzun to‘lqinli emissiya koeffitsiyenti 0,6 deb qabul qilingan. CdTe fotovoltaik hujayralarning 25 °C etalon haroratdagi elektr ishlab chiqarish samaradorligi %14, harorat koeffitsiyenti %0,2·K⁻¹. Fotovoltaik shisha o‘tkazuvchanligi 0,8, shishaning quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyenti 0,05 deb berilgan.

Kunduz va kechasi issiqlik oqimi nega farq qiladi?

Model natijalarida tashqi qoplama panelining ichki sirti kunduz qizib, devor tashqi sirtiga uzun to‘lqinli nurlanish uzatadi. Shu sababli devor tashqi sirtidagi radiatsion issiqlik oqimi kunduz musbat. Kechasi qoplama paneli soviganda uzun to‘lqinli nurlanishning sof yo‘nalishi teskariga o‘tadi va devor tashqi sirti nurlanish orqali issiqlik yo‘qotadi. Bunga qarshi, devor tashqi sirtidan havo bo‘shlig‘iga konveksiya orqali issiqlik yo‘qotilishi kun bo‘yi davom etadi. Manba umumiy issiqlik oqimi xatti-harakatida radiatsion komponent ustunligini bildiradi.

Fotovoltaik elektr ishlab chiqarish qanday modellashtirilgan?

Fotovoltaik shishaning elektr ishlab chiqarishi manba Tenglama (1) bilan berilgan:

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

Bu tenglamada \(\varepsilon\) fotovoltaik hujayralarning qoplash nisbati; \(q_s\) g‘arbga qaragan vertikal sirtdagi quyosh nurlanishi bo‘lib, uning birligi W·m⁻²; \(\tau\) fotovoltaik shishaning o‘tkazuvchanligi; \(\eta_{\mathrm{ref}}\) etalon haroratdagi elektr ishlab chiqarish samaradorligi; \(B_r\) fotovoltaik shishaning harorat koeffitsiyenti; \(T_{\mathrm{PV}}\) fotovoltaik shishaning harorati bo‘lib, manba tenglamada Kelvin ishlatadi.

298,15 K qiymati 25 °C etalon haroratga mos keladi. Tenglamada harorat tuzatishi ayirish belgisi bilan berilgani uchun fotovoltaik shisha harorati etalon haroratdan oshgani sari kvadrat qavs ichidagi harorat tuzatish ko‘paytuvchisi kamayadi. Shunday qilib, bir xil quyosh nurlanishi va qoplash nisbatida issiqroq PV shisha modelda biroz pastroq elektr chiqishini hosil qiladi.

Notatsiya/birlik chegarasi: Manba \(E\) ni “power generation” deb ataydi; biroq Tenglama (1) da aniq fasad maydoni ko‘paytuvchisi ko‘rinmaydi va \(q_s\) W·m⁻² birligida. Natija grafiklarida esa quvvat W bilan beriladi. Manba maydonni aylantirish qayerda qo‘llanganini ushbu tenglama atrofida alohida tushuntirmagani uchun Verianla bu ifodani qayta ta’riflamagan yoki yangi maydon ko‘paytuvchisini qo‘shmagan.

Fotovoltaik shishaning issiqlik balansi

PV shisha haroratining vaqt bo‘yicha o‘zgarishi Tenglama (2) bilan modellashtirilgan:

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

Tenglamaning chap tomoni fotovoltaik shishaning bir vaqt qadamidagi energiya saqlanishi/o‘zgarishi hadidir. O‘ng tomonda tashqi qoplama paneli bilan issiqlik o‘tkazish, tashqi havo bilan issiqlik almashinuvi, fotovoltaik shisha tomonidan yutilgan quyosh energiyasi, hujayralar joylashgan qismdan o‘tuvchi quyosh nurlanishiga bog‘liq had va elektr ishlab chiqarishga ajratilgan \(E\) hadi birgalikda joylashgan.

\(c_{\mathrm{PV}}\) solishtirma issiqlik sig‘imini, \(\rho_{\mathrm{PV}}\) zichlikni, \(d_{\mathrm{PV}}\) PV shisha qalinligini, \(\Delta t\) vaqt qadamini, \(T_o\) tashqi havo haroratini, \(\alpha\) PV shishaning quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyentini va \(h_{\mathrm{out}}\) tashqi sirtning umumiy issiqlik uzatish koeffitsiyentini ifodalaydi.

Manba terminologiyasi haqida izoh: Tenglama izohida \(\lambda_{\mathrm{PV}}\) “thermal diffusivity” deb atalgan; ammo manba ayni belgi uchun W·m⁻¹·K⁻¹ birligini beradi. Bu issiqlik o‘tkazuvchanligi birligidir. Manbadagi nomlash sukut bilan o‘zgartirilmagan.

Tashqi qoplama paneli nega chekli ayirma tugunlariga bo‘lingan?

Panel va devor qalinlik bo‘ylab bitta haroratga ega deb qabul qilinmagan. Bir o‘lchamli issiqlik o‘tkazish panel qalinligidagi fazoviy tugunlarda yechiladi. Manba tashqi qoplama paneli uchun Tenglama (3) da tashqi sirt tugunini, ichki tugunlarni va havo bo‘shlig‘iga qaragan ichki sirt tugunini alohida energiya balanslari bilan ta’riflagan:

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

Bu yerda \(i\) panel qalinligidagi tugun joylashuvini, \(j\) va \(j+1\) ketma-ket vaqt sathlarini ko‘rsatuvchi indeks tuzilmasidir. Birinchi tugun PV tomondagi tashqi chegarani, oxirgi tugun esa havo bo‘shlig‘i va devor bilan issiqlik o‘zaro ta’siridagi panel ichki sirtini ifodalaydi. O‘rta tugunlarda energiya o‘zgarishi ikki qo‘shni tugun orasidagi issiqlik o‘tkazish bilan belgilanadi.

Manba ishlatgan sharqiy va g‘arbiy interfeys issiqlik o‘tkazish koeffitsiyentlari quyidagi ko‘rinishda:

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

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

Ushbu tuzilma qo‘shni hujayralarning yarim qalinliklaridan tashkil topgan ketma-ket issiqlik qarshiliklaridan foydalanib interfeys orqali issiqlik o‘tkazishni ifodalaydi. \(\Delta x\) fazoviy qadamdir. Manba havo bo‘shlig‘iga qaragan panel sirtida konveksiya koeffitsiyenti uchun \(h_{c,ew}\), panel–devor uzun to‘lqinli nurlanishi uchun \(h_{r,w}\) ni ishlatadi.

Havo bo‘shlig‘ining energiya balansi

Shamollatiladigan bo‘shliq havosi uchun energiya balansi Tenglama (4) da berilgan:

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

\(T_f\) bo‘shliq havosining haroratidir. Panel ichki sirti va devor tashqi sirti bilan havo orasidagi konveksiya havo bo‘shlig‘ining tashqi muhit bilan energiya almashinuvi bilan muvozanatlanadigan tuzilma yaratilgan.

Xona bilan aylanma havo bo‘shlig‘i orasidagi issiqlik qarshiligi uchun manba Tenglama (5) ni quyidagi ko‘rinishda bosgan:

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

Manba tenglamasida \(h_{cg}\) va \(h_{cw}\) notatsiyasi ishlatiladi, darhol keyingi izohda esa tashqi qoplama va devor sirtlari uchun \(h_{c,ew}\) va \(h_{c,iw}\) belgilariga ta’rif beriladi. Bu notatsiya o‘tishi manba ichida alohida tushuntirilmagan. Shuningdek Tenglama (5) ning eksponensial hadi manbada yuqoridagi shaklda bosilgan; Verianla o‘lchamli ko‘rinishni qayta tuzib “tuzatmagan”.

Havo massasi harakati va havo tezligi uchun berilgan tenglamalar:

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

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

Bu yerda \(H\) devor balandligi; \(A_c\) devor maydoni; \(A_a\) havo bo‘shlig‘ining kesim maydoni; \(A_v\) havo tirqishlari maydoni; \(\rho_f\) bo‘shliq havosining zichligi; \(v\) havo tezligi. Tenglama (7) ning fizik harakatlantiruvchi hadi \(T_f-T_o\) harorat farqidir: bo‘shliqdagi havo bilan tashqi muhit orasidagi harorat farqi tabiiy ko‘tarilish ta’siriga bog‘lanadi. Manba teskari oqim yoki manfiy ildiz holatlari uchun alohida chegara protokolini tushuntirmaydi; shu sababli Verianla bunday holat uchun yangi xatti-harakat ta’riflamagan.

Ichki devorda vaqtga bog‘liq issiqlik o‘tkazish

Ko‘p qatlamli ichki devor ham chekli ayirma tugunlari bilan modellashtirilgan. Manba Tenglama (8):

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

Ichki muhitning dizayn harorati manbada 26 °C, ichki sirt umumiy issiqlik uzatish koeffitsiyenti \(h_{\mathrm{in}}\) esa 8,7 W·m⁻²·K⁻¹ deb berilgan. Tenglama tuzilmasida \(i=1\) tomoni havo bo‘shlig‘i va panel bilan, \(i=n\) tomoni esa \(T_{\mathrm{in}}\) ichki muhit harorati bilan o‘zaro ta’sirlashadi.

Manba ichidagi indeks izohi: Tenglama (8) ning darhol ostidagi izoh \(T_{i,n}\) ni “devorning tashqi sirt harorati” deb ta’riflaydi. Bunga qarshi, tenglamaning chegara shartlari \(i=1\) tugunini havo bo‘shlig‘i va panel nurlanishi bilan, \(i=n\) tugunini esa ichki muhit \(T_{\mathrm{in}}\) bilan bog‘laydi. Shu sababli manba matni bilan tenglama chegara tuzilmasi orasida indeks nomlash nomuvofiqligi bor; Verianla indekslarni sukut bilan qayta ta’riflamagan.

Tashqi sirt issiqlik uzatish koeffitsiyenti

A ilovada fotovoltaik shisha tashqi sirtidagi uzun to‘lqinli nurlanish e’tiborga olinmasdan tashqi sirtning umumiy issiqlik uzatish koeffitsiyenti o‘rtacha tashqi shamol tezligining funksiyasi sifatida berilgan:

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

Bu yerda \(v\) tashqi muhitning o‘rtacha shamol tezligi bo‘lib, uning birligi m·s⁻¹. Ushbu tenglama modelning tashqi muhit bilan issiqlik almashinuvini shamol tezligiga bog‘lovchi yordamchi bog‘lanishdir.

Panel bilan devor orasidagi uzun to‘lqinli nurlanish

Manba havo bo‘shlig‘ining kichik qalinligi sababli chekka nurlanish ta’sirini e’tiborga olmaydi. Panel bilan devor orasidagi ekvivalent radiatsion issiqlik uzatish koeffitsiyenti:

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

\(T_{e,n}\) bu bog‘lanishda tashqi qoplama panelining ichki sirt harorati, \(T_{i,1}\) devorning bo‘shliqqa qaragan sirt harorati sifatida ishlatiladi. \(\varepsilon_{e,i}\) qoplama paneli ichki sirtining, \(\varepsilon_{i,e}\) devor tashqi sirtining emissiya koeffitsiyentidir. \(\sigma\) uzun to‘lqinli nurlanish bog‘lanishidagi Stefan–Boltzmann doimiysini ifodalovchi standart belgidir; manba bu yerda doimiyning son qiymatini alohida bermaydi.

Tenglama (A2) ning muhim fizik natijasi shuki, emissiya koeffitsiyenti kamaygani sari ikki sirt orasidagi ekvivalent radiatsion issiqlik uzatish koeffitsiyenti kamayishi mumkin. Tadqiqotning parametrik natijalarida qoplama ichki sirt emissiya koeffitsiyentining past bo‘lishi devor cho‘qqi haroratini kamaytirishi ushbu radiatsion bog‘lanish bilan mos keladi.

Tabiiy konveksiya: Nusselt, Rayleigh va Prandtl sonlari

C ilova havo bo‘shlig‘i sirtlaridagi konveksiya koeffitsiyentlarini Nusselt soni orqali hisoblaydi. Biroq manba Tenglama (A3) ni bosilgan holatda quyidagicha beradi:

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

Manbaning atrof matni ikki xil sirt uchun konveksiya koeffitsiyentlari haqida gapiradi va keyingi Tenglama (A4) ham \(Nu_{ew}\), ham \(Nu_{iw}\) uchun alohida bog‘lanishlar beradi. Shunga qaramay, A3 ning bosilgan ko‘rinishida ayni \(h_{c,iw}\) va \(Nu_{iw}\) ifodasi ikki marta takrorlangan. Bu yerda manba o‘rniga “tuzatilgan” yangi tenglama yozilmagan.

Nusselt sonlari manbada quyidagi bo‘lakli bog‘lanishlar bilan hisoblanadi:

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

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

Manba ayni bo‘limda o‘lchamsiz sonlar va havo xususiyatlarini quyidagicha ta’riflaydi:

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

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

Rayleigh soni harorat farqi va ko‘tarilish kuchining tabiiy konveksiyaga ta’sirini; Prandtl soni impuls va issiqlik diffuziyasi xususiyatlarining nisbatini; Nusselt soni esa sirt konveksiyasining issiqlik o‘tkazishga nisbatan nisbiy kuchini ifodalovchi o‘lchamsiz kattaliklardir. Bu izohlar tenglamalarning fizik rolini tushunishga qaratilgan; tadqiqotning yangi eksperimental natijasi emas.

Harorat notatsiyasi: Manba avval \(T_f\) ni °C deb ta’riflagan bo‘lsa, C ilovada \(\beta=1/T_f\) deb yozadi; ayni maqolada Tenglama (7) mutlaq haroratga o‘tishni \(T_f+273\) ko‘rinishida aniq ishlatadi. C ilovadagi \(\beta\) ifodasi uchun alohida °C→K o‘tkazish matnda ko‘rsatilmagani sababli Verianla buni sukut bilan qo‘shmagan.

Havo xususiyatlarining harorat bilan o‘zgarishi

Manba havo bo‘shlig‘idagi harorat oralig‘i cheklangan deb qabul qilib, havo xususiyatlari bilan harorat orasida chiziqli bog‘lanishlardan foydalangan:

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

\(\mu_f\) dinamik qovushqoqlikni, \(\rho_f\) zichlikni va \(\lambda_f\) havoning issiqlik o‘tkazuvchanligini ifodalaydi. Manba ushbu chiziqli yondashuv cheklangan harorat oralig‘i sababli ishlatilganini aniq qayd etadi.

Fazoviy va vaqt qadami sezgirligi

Chekli ayirmali yechim sonli qadamlarga haddan tashqari sezgir yoki yo‘qligini ko‘rish uchun devor tashqi sirt harorati asosida qadam sinovi o‘tkazilgan. Matnda fazoviy qadamlar 0,0005; 0,001; 0,002; 0,004; 0,01 va 0,015 m deb sanaladi. Manba 2-rasm legendasida esa 0,01 m o‘rniga 0,008 m ko‘rinadi. Ayni paragraf natijalar fazoviy qadam 0,008 m dan kichik bo‘lganda bir-biriga yaqinligini bildiradi. Yakuniy hisoblarda 0,001 m tanlangan.

Vaqt qadami sinovi 30, 60, 120, 240, 600 va 1200 s qiymatlari bilan o‘tkazilgan. Manba 240 s dan katta vaqt qadamlarida natijalar xato bo‘lib qolishini; kichikroq qadamlarda natijalar bir-biriga yaqinligini bildiradi. Sezgirlik va hisoblash barqarorligi orasida muvozanatni ta’minlash uchun 60 s vaqt qadami ishlatilgan.

Model qanday tasdiqlangan?

Tadqiqotchilar ushbu maqola uchun yangi prototip tajriba qurilmasini yaratish o‘rniga, avval chop etilgan tadqiqotdagi eksperimental ma’lumotlardan modelni tasdiqlashda foydalangan. Raqamli model bilan eksperimental sinovlarning parametr konfiguratsiyalari moslashtirilgan; taqqoslash o‘zgaruvchilari quvvat chiqishi va PV hujayra harorati bo‘lgan.

MAE (Mean Absolute Error / O‘rtacha Mutlaq Xato), bashoratlar bilan eksperimental qiymatlar orasidagi mutlaq farqlarning o‘rtachasini anglatadi. RMSE (Root Mean Square Error / O‘rtacha Kvadratik Xatoning Ildizi) esa katta xatolarga kvadratik og‘irlik bergani uchun yirikroq og‘ishlarga sezgirroqdir. Manba ushbu xato darajalarini model PV-DSF issiqlik samaradorligini simulyatsiya qilish uchun ishonchli ekanini qo‘llab-quvvatlovchi tasdiqlash natijasi sifatida talqin qiladi.

PV hujayra haroratidagi qolgan farqlarning asosiy sababi sifatida tashqi sirt issiqlik uzatish koeffitsiyentining soddalashtirilgan yondashuvi ko‘rsatilgan. Bu jihat model “o‘lchovning aynan nusxasi” emasligini va fizik jarayon muayyan bog‘lanishlar bilan yaqinlashtirilishini ko‘rsatadi.

Vakillik iyul kuni qanday yaratilgan?

Tadqiqot Xitoyning issiq yoz–sovuq qish iqlim mintaqasidan to‘qqiz vakillik shaharni tanlagan: Changsha, Chengdu, Chongqing, Hangzhou, Hefei, Nanchang, Nanjing, Shanghai va Wuhan. Iyul oyiga oid Tipik Meteorologik Yil ma’lumotlaridan soatlik global gorizontal nurlanish, to‘g‘ridan-to‘g‘ri normal nurlanish va tarqoq gorizontal nurlanishdan foydalanib, g‘arbga qaragan vertikal sirtdagi soatlik quyosh nurlanishi hisoblangan.

31 kunning har birida ayni soatga mos tashqi havo harorati va g‘arbiy vertikal sirt quyosh nurlanishi arifmetik o‘rtachalanib, 24 soatlik vakillik kuni tuzilgan. Demak modeldagi “tipik kun” ma’lum bir taqvim kunidagi yakka dala o‘lchovi emas, balki iyul oyining soatlik xususiyatlarini o‘rtachalash orqali ifodalovchi sintetik kundir.

Manba matni qolgan uch shahar uchun bu o‘rtacha juftlarni son jihatdan alohida yozmaydi. Shu sababli manba grafigidan vizual taxmin qilib yangi aniq qiymat hosil qilinmagan.

G‘arbiy fasaddagi elektr ishlab chiqarishning kunlik xatti-harakati

G‘arbga qaragan vertikal sirt quyosh nurlanishi ertalab soatlarda sekin oshgan, tushdan keyin to‘g‘ridan-to‘g‘ri quyosh komponenti ishga tushishi bilan tez ko‘tarilgan va keyin quyosh botishiga tomon pasaygan. Manba nurlanish cho‘qqisi taxminan 15:00 atrofida yuz berganini bildiradi.

Quvvat egri chizig‘i quyosh nurlanishini yaqindan kuzatsa-da, butunlay chiziqli emas. Tenglama (1) da ko‘ringanidek, PV harorati ham elektr ishlab chiqarishga ta’sir qilgani uchun ayni nurlanish darajasida PV harorati o‘zgarganda chiqish oz miqdorda o‘zgarishi mumkin.

PV-DSF komponentlarining harorati nimani ko‘rsatdi?

PV-DSF komponentlari harorati umuman tashqi havo haroratining kunlik o‘zgarishini kuzatgan; devor tashqi sirt haroratida esa taxminan 1–2 soatlik kechikish kuzatilgan. PV shisha va tashqi qoplama panelining ichki sirt haroratlari kunduz tashqi havo haroratidan sezilarli yuqori.

Manba PV shisha haroratining cho‘qqi qiymati tashqi havo haroratidan 17,40–28,59 °C, tashqi qoplama paneli ichki sirt harorati cho‘qqisi esa 16,86–27,08 °C yuqori bo‘lishi mumkinligini bildiradi. Tashqi qoplama paneli ichki sirtining cho‘qqi harorati devor tashqi sirtining cho‘qqi haroratidan 9,93–15,28 °C yuqori topilgan.

Bu farq fotovoltaik shisha va qoplama paneli kelayotgan quyosh yukining muhim qismini ichki devorga yetib borishidan oldin qabul qilishi bilan bog‘langan. Havo bo‘shlig‘i harorati tashqi havo haroratiga nisbatan yaqin qolgan va kun bo‘yi devor tashqi sirt haroratidan past bo‘lgan; bu devor sirtidan bo‘shliq havosiga uzluksiz konvektiv issiqlik yo‘qotilishi natijasi bilan mos keladi.

Devor tashqi sirtidagi issiqlik oqimlari

Manba ishora qoidasi bo‘yicha manfiy issiqlik oqimi sirtdan issiqlik yo‘qotilishini, musbat issiqlik oqimi esa sirtga issiqlik kirimini ifodalaydi. Vakillik kun natijalarida konvektiv issiqlik oqimi kun bo‘yi manfiy. Radiatsion issiqlik oqimi kunduz musbat, kechasi manfiy.

Radiatsion issiqlik oqimi cho‘qqisi konvektiv oqim cho‘qqisidan 1–2 soat keyin, umumiy issiqlik oqimi cho‘qqisi esa radiatsion cho‘qqidan taxminan 1 soat keyin yuzaga kelgani qayd etilgan. Bu kechikish fasad qatlamlarining issiqlik saqlash xatti-harakatining vaqt bo‘yicha ta’sirini ko‘rsatadi.

PV-DSFda Elektr Ishlab Chiqarishga Eng Ko‘p Qaysi Dizayn Parametri Ta’sir Qiladi?

Ushbu tadqiqot sinagan to‘rtta dizayn o‘zgaruvchisi orasida fotovoltaik elektr ishlab chiqarishga sezilarli ta’sir qilgan o‘zgaruvchi fotovoltaik hujayralarning qoplash nisbatidir; tashqi qoplama paneli qalinligi, tashqi sirtning quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyenti va ichki sirt emissiya koeffitsiyentining elektr ishlab chiqarishga ta’siri manba tomonidan e’tiborsiz qoldirish mumkin bo‘lgan darajada baholangan. Bu natija Hangzhou va Wuhan uchun bajarilgan model parametrik tahlili chegaralarida amal qiladi.

Fotovoltaik hujayralar qoplash nisbatining ta’siri

Qoplash nisbati %0 dan %100 gacha oshirilganda elektr ishlab chiqarish taxminan mutanosib ravishda ko‘paygan. Manba %100 qoplash nisbatida Hangzhou uchun 306,94 W, Wuhan uchun 357,92 W “daily total power generation” qiymatini beradi. Manba ushbu kunlik umumiy qiymatlarni W birligida xabar qilgan; bu yerda Wh ga o‘tkazish bajarilmagan.

Qoplash nisbatining issiqlik xatti-harakatiga ta’siri elektr ishlab chiqarishga ta’siridan ancha kichik. Qoplash nisbati %0 dan %100 gacha oshirilganda devor tashqi sirtining maksimal harorati Hangzhou da 39,52 °C dan 38,30 °C gacha, Wuhan da 45,59 °C dan 44,15 °C gacha pasaygan.

Manba ko‘proq PV hujayra mavjud bo‘lganda qoplama paneliga yetadigan quyosh nurlanishining bir qismi to‘silishini va shu tariqa panel ichki sirtidan devorga uzun to‘lqinli nurlanish orqali uzatiladigan issiqlik biroz kamayishini tushuntiradi. Shunga qaramay, harorat o‘zgarishining kattaligi cheklanganligi sababli qoplash nisbatining devor tashqi sirt haroratiga ta’siri e’tiborsiz qoldirish mumkin deb baholangan.

Ishora izohi: Manba avval konvektiv oqimni manfiy issiqlik yo‘qotilishi sifatida ta’riflaydi va 10-rasmda konvektiv ustunlarni manfiy tomonda ko‘rsatadi; yuqoridagi parametrik paragrafda esa 144,99 → 120,45 va 209,56 → 177,46 qiymatlarini manfiy ishorasiz yozadi. Jadval manba matnidagi sonlarni aynan saqlaydi; ularni yangi ishora bilan qayta ta’riflamaydi.

Tashqi qoplama paneli qalinligining ta’siri

Tashqi qoplama paneli qalinligi 0,01 m dan 0,10 m gacha oshirilganda PV quvvat chiqishidagi o‘zgarish kichik bo‘lib qolgan. Hangzhou da cho‘qqi quvvat 27,92 W dan 28,26 W gacha, Wuhan da 32,38 W dan 32,99 W gacha oshgan. Manba bu farqni elektr ishlab chiqarish nuqtai nazaridan e’tiborsiz qoldirish mumkin deb baholagan.

Issiqlik tomonida esa ta’sir ancha yaqqol. Qalinroq panel ko‘proq issiqlik inertsiyasini hosil qilgan; panel ichki sirtidagi harorat o‘zgarishining devor tashqi sirtiga yetishini kechiktirgan va harorat tebranishini yumshatgan.

Shu sababli tashqi qoplama paneli qalinligi manba tadqiqotda elektr ishlab chiqarishni optimallashtirish o‘zgaruvchisidan ko‘ra ko‘proq issiqlik saqlash, cho‘qqi haroratni bostirish va vaqtni kechiktirish o‘zgaruvchisi sifatida ajralib turadi.

Tashqi sirt quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyentining ta’siri

Quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyenti tashqi qoplama paneliga yetib kelgan qisqa to‘lqinli quyosh energiyasining qancha qismini yutishini belgilovchi o‘lchamsiz material/sirt parametridir. Manba tahlilida yutish koeffitsiyenti 0,9 dan 0,1 gacha kamaytirilgan.

Yutish koeffitsiyentining kamayishi PV elektr ishlab chiqarishni faqat juda oz miqdorda o‘zgartirgan. Hangzhou cho‘qqi quvvati 27,98 W dan 28,38 W gacha, Wuhan cho‘qqi quvvati 32,51 W dan 33,14 W gacha oshgan. Manba bu ta’sirni e’tiborsiz qoldirish mumkin deb tasniflagan.

Devor tashqi sirt haroratiga ta’sir esa yaqqolroq. Yutish koeffitsiyenti 0,9 dan 0,1 gacha kamayganda cho‘qqi harorat Hangzhou da 38,79 °C dan 35,40 °C gacha, Wuhan da 44,73 °C dan 39,98 °C gacha pasaygan.

Manbada fizik zanjir aniq quyidagicha berilgan: pastroq yutish koeffitsiyenti → qoplama paneli kamroq quyosh energiyasini yutishi → panel haroratining pasayishi → paneldan devorga radiatsion va bilvosita konvektiv issiqlik uzatilishining kamayishi → devor tashqi sirt harorati va sof issiqlik kirimining kamayishi.

Tashqi qoplama paneli ichki sirt emissiya koeffitsiyentining ta’siri

Uzun to‘lqinli nurlanish emissiya koeffitsiyenti \(\varepsilon\) sirtning termal nurlanish almashinuvidagi samaradorligini ifodalovchi o‘lchamsiz sirt xususiyatidir. Manba qoplama panelining havo bo‘shlig‘iga qaragan ichki sirtidagi emissiya koeffitsiyentini 0,9 dan 0,1 gacha o‘zgartirgan.

PV quvvat ishlab chiqarishi bu o‘zgarishdan deyarli ta’sirlanmagan. Emissiya koeffitsiyentining 0,9 dan 0,1 gacha kamayishi Hangzhou cho‘qqi quvvatida atigi 0,07 W, Wuhan cho‘qqi quvvatida atigi 0,13 W kamayish hosil qilgan.

Bunga qarshi devor tashqi sirt harorati kuchli ta’sirlangan. Hangzhou da cho‘qqi harorat 40,09 °C dan 32,75 °C gacha, Wuhan da 46,45 °C dan 36,26 °C gacha pasaygan. Manba emissiya koeffitsiyenti allaqachon past qiymatlarga kelganda harorat ushbu parametrga yanada sezgir bo‘lishini ham bildiradi.

Manba talqiniga ko‘ra buning asosiy sababi panel ichki sirtidan devor tashqi sirtiga uzun to‘lqinli nurlanish uzatilishining kamayishidir. Tizim ichida radiatsion uzatish ustun bo‘lgani sababli ushbu parametrdagi o‘zgarish umumiy issiqlik kirimiga ham ta’sir qiladi.

To‘rtta dizayn parametrini birgalikda qanday talqin qilish kerak?

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Tadqiqot dizayni

Tadqiqot eksperimental prototip kampaniyasi o‘rniga fizikaga asoslangan raqamli modellashtirish yondashuvidan foydalangan. MATLAB R2023a muhitida PV-DSFning elektr ishlab chiqarishi, PV shisha energiya balansi, tashqi qoplama panelidagi vaqtga bog‘liq issiqlik o‘tkazish, shamollatiladigan bo‘shliq havosining energiya balansi va ichki devordagi vaqtga bog‘liq issiqlik o‘tkazish o‘zaro bog‘langan.

Panel va devor uchun bir o‘lchamli issiqlik uzatilishi qabul qilingan. Chekli ayirmalar usuli nooshkor sxema bilan qo‘llangan. Yakuniy fazoviy qadam 0,001 m, vaqt qadami 60 s deb tanlangan.

Asosiy geometrik va fizik parametrlar

Model farazlari va soddalashtirishlar

• Panel va devor bo‘ylab issiqlik uzatilishi bir o‘lchamli tarzda modellashtirilgan.
• Fotovoltaik shisha tashqi sirtidagi uzun to‘lqinli nurlanish A ilovadagi tashqi sirt koeffitsiyenti hisobida e’tiborga olinmagan.
• Havo bo‘shlig‘ining kichik qalinligi sababli panel–devor nurlanish hisobida chekka nurlanish ta’sirlari e’tiborga olinmagan.
• Havo xususiyatlari ko‘rib chiqilgan cheklangan harorat oralig‘i sababli haroratning chiziqli funksiyalari sifatida yaqinlashtirilgan.
• Iyulning vakillik kuni 31 kunlik soatlik ma’lumotlarning ayni soatlar bo‘yicha arifmetik o‘rtachasi orqali yaratilgan.
• Parametr ta’sirlari o‘rganilganda boshqa dizayn o‘zgaruvchilari o‘zgarmas saqlangan.
• Batafsil parametrik taqqoslash iqlimlari bir-biridan sezilarli farq qilgani sababli Hangzhou va Wuhan uchun bajarilgan.

Modelni tasdiqlash qamrovi

Tasdiqlashda avvalgi adabiyotdagi eksperimental quvvat chiqishi va PV hujayra harorati ma’lumotlaridan foydalanilgan. Quvvat chiqishi uchun MAE 1,63 W va RMSE 1,84 W; harorat uchun MAE 0,63 °C va RMSE 0,68 °C topilgan. Manba harorat farqlarining muhim qismini tashqi sirt issiqlik uzatish koeffitsiyentidagi soddalashtirish bilan bog‘lagan.

Ushbu tasdiqlash model eksperimental ma’lumotlarga maqbul mos kelishi mumkinligini qo‘llab-quvvatlaydi; biroq bu maqoladagi barcha qoplash nisbati, panel qalinligi, yutish koeffitsiyenti, emissiya koeffitsiyenti va shahar ssenariylari alohida fizik prototip tajribalari bilan tasdiqlanganini anglatmaydi.

Asosiy topilmalar

To‘qqiz shahar tahlilida PV quvvat ishlab chiqarishining kun davomida kechishi g‘arbga qaragan vertikal sirt quyosh nurlanishini yaqindan kuzatgan. Tashqi havo harorati elektr ishlab chiqarishga ikkilamchi ta’sir ko‘rsatgan. G‘arbiy sirt quyosh nurlanishi taxminan 15:00 atrofida cho‘qqiga yetgan va cho‘qqi PV quvvati shaharlar orasida 27,48–33,84 W oralig‘ida xabar qilingan.

Devor tashqi sirti kunduz qoplama panelidan uzun to‘lqinli nurlanish orqali issiqlik olgan; kechasi ayni mexanizm orqali issiqlik yo‘qotgan. Konveksiya orqali issiqlik yo‘qotilishi kun bo‘yi davom etgan. Radiatsion issiqlik oqimi umumiy issiqlik uzatish xatti-harakatida ustun mexanizm deb topilgan.

PV hujayralar qoplash nisbatining oshirilishi elektr ishlab chiqarishni sezilarli oshirar ekan, devor tashqi sirt haroratini faqat cheklangan darajada kamaytirgan. Tashqi qoplama paneli qalinligini oshirish esa elektr ishlab chiqarishni sezilarli o‘zgartirmasdan devor tashqi sirt harorati cho‘qqisini kamaytirgan, harorat tebranishini bostirgan va cho‘qqini taxminan 2 soatga kechiktirgan.

Tashqi qoplama panelining quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyentini kamaytirish panel quyoshdan oladigan issiqlik yukini pasaytirgani sababli devor tashqi sirtining cho‘qqi haroratini va umumiy issiqlik kirimini kamaytirgan. Panel ichki sirt emissiya koeffitsiyentini kamaytirish esa panel–devor orasidagi uzun to‘lqinli nurlanish uzatilishini cheklagan va ayniqsa past emissiya koeffitsiyentlarida devor tashqi sirt haroratiga kuchli ta’sir ko‘rsatgan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• Ko‘rib chiqilgan PV-DSF modelida elektr ishlab chiqarishning kunlik o‘zgarishi g‘arbiy vertikal sirt quyosh nurlanishi bilan kuchli bog‘liq.
• Ko‘rib chiqilgan to‘rtta dizayn parametri ichida PV elektr ishlab chiqarishga sezilarli ta’sir qiluvchi asosiy o‘zgaruvchi PV hujayralar qoplash nisbatidir.
• Tashqi qoplama panelining issiqlik saqlash xatti-harakati devor tashqi sirt haroratining cho‘qqi kattaligiga, kechikishiga va kunlik tebranishiga ta’sir qiladi.
• Tashqi sirt quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyentini kamaytirish modelda devor tashqi sirt haroratini va issiqlik kirimini kamaytiradi.
• Ichki sirt uzun to‘lqinli emissiya koeffitsiyentini kamaytirish paneldan devorga radiatsion uzatishni cheklab, devor cho‘qqi haroratini va umumiy issiqlik kirimini kamaytiradi.
• Model natijalarida devor tashqi sirtidagi uzun to‘lqinli nurlanish umumiy issiqlik oqimining kunlik xatti-harakatida ustun komponentdir.
• Tanlangan fazoviy va vaqt qadamlar uchun sezgirlik sinovi o‘tkazilgan va model avvalgi eksperimental ma’lumotlar bilan xato metrikalari orqali taqqoslangan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan umumlashtirishlar

• Natijalar barcha iqlimlarda va barcha PV-DSF geometriyalarida ayni sonli harorat yoki quvvat o‘zgarishlari yuz berishini isbotlamaydi.
• Hangzhou va Wuhan parametrik natijalarini boshqa shaharlarga ayni koeffitsiyentlar bilan bevosita ko‘chirib bo‘lmaydi.
• Tadqiqot sinovdan o‘tkazilgan barcha dizayn variantlarining real binolarda alohida dala tajribasini taqdim etmaydi.
• Modelda bir parametr samarali deb topilishi iqtisodiy optimal dizayn qiymati avtomatik ravishda ayni parametrning eng past yoki eng yuqori chegarasi ekanini anglatmaydi.
• Panel qalinligini oshirish uchun konstruktiv yuk, xarajat, montaj, yong‘in, texnik xizmat yoki hayot sikli optimumi ushbu tadqiqotda aniqlanmagan.
• Past emissiya koeffitsiyenti yoki past quyosh nurlanishini yutish koeffitsiyenti uchun materialning qarishi, ifloslanishi va uzoq muddatli dala samaradorligi ushbu modelning bevosita mavzusi emas.
• Manbada berilgan sonli natijalar Turkiya yoki boshqa maqsadli qo‘llash geografiyasi uchun tasdiqlangan mahalliy samaradorlik qiymatlari emas.

Metodologik qamrov va cheklovlar

Maqola alohida “Limitations” sarlavhasini ochmaydi; biroq modelning matematik ta’rifi o‘z qamrov chegaralarini aniq ko‘rsatadi. Issiqlik uzatilishi bir o‘lchamli, ayrim nurlanish ta’sirlari e’tiborga olinmagan, havo xususiyatlari haroratning chiziqli funksiyalari bilan yaqinlashtirilgan va iyul kuni oylik soatlik o‘rtachalardan tuzilgan.

Bundan tashqari, modelni tasdiqlash ushbu tadqiqot uchun tuzilgan barcha parametrik ssenariylarga oid yangi eksperimental ma’lumotlar bilan emas, avvalgi adabiyotdagi tajriba natijalari bilan bajarilgan. Shu sababli tadqiqot dizayn yo‘nalishlari va parametr ta’sirlarini tushunish uchun kuchli fizikaga asoslangan raqamli doirani taklif qilsa-da, muayyan real bino uchun yakuniy loyiha o‘lchamlarini belgilash o‘rnini bosmaydi.

Manba ichidagi notatsiya va hisobot masalalari

Manba va Usul Haqida Izoh

Asl tadqiqot: Influence of Design Parameters on the Thermoelectric Performance of Photovoltaic Double-Skin Façades

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

Mualliflar tartibi: Yang Li, Hao Yuan, Rong Xia, Liqiang Hou.

Teng hissa: Manba maqolada teng birinchi muallif/teng hissa bayonoti mavjud emas.

Mas’ul muallif: Liqiang Hou.

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

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

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

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

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

Jurnal: Buildings.

Nashriyot: MDPI.

Yil / jild / son / maqola raqami: 2026; 16(5); 1004.

DOI: 10.3390/buildings16051004.

Yuborilgan sana: 26 dekabr 2025.

Qayta ko‘rib chiqilgan sana: 8 fevral 2026.

Qabul qilingan sana: 28 fevral 2026.

Nashr sanasi: 4 mart 2026.

Manba turi: Asl tadqiqot maqolasi; fizikaga asoslangan raqamli modellashtirish va parametrik simulyatsiya tadqiqoti.

Taqriz holati: Taqrizli jurnalda chop etilgan maqola.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Rasmiy nashr sahifasi: https://www.mdpi.com/2075-5309/16/5/1004

Matematik usul: MATLAB R2023a; bir o‘lchamli vaqtga bog‘liq issiqlik uzatilishi; tashqi qoplama paneli va devor uchun nooshkor chekli ayirma yechimi; fotovoltaik ishlab chiqarish, konveksiya, uzun to‘lqinli nurlanish va tabiiy ko‘tarilish bilan havo oqimining bog‘langan modellashtirilishi.

Modelni tasdiqlash: Avvalgi adabiyotda chop etilgan eksperimental quvvat va PV hujayra harorati ma’lumotlari bilan taqqoslash. Quvvat uchun MAE 1,63 W va RMSE 1,84 W; PV harorati uchun MAE 0,63 °C va RMSE 0,68 °C.

Iqlim ma’lumotlari: Xitoyning issiq yoz–sovuq qish mintaqasidagi to‘qqiz vakillik shahar uchun iyul Tipik Meteorologik Yil ma’lumotlari; 31 kunning ayni soat qiymatlarining arifmetik o‘rtachasi bilan 24 soatlik vakillik kuni.

Parametrik shaharlar: Hangzhou va Wuhan.

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

Ma’lumotlarning mavjudligi: Manba ma’lumotlar so‘rov bo‘yicha taqdim etilishini bildiradi.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Yang Li Guangzhou Urban Planning & Design Survey Research Institute Co., Ltd. tarkibida ishlaydi. Boshqa mualliflar tadqiqot potensial tijorat yoki moliyaviy manfaatlar to‘qnashuvini yuzaga keltirishi mumkin bo‘lgan munosabatlarsiz olib borilganini bayon qilgan.

Muallif hissalari: Konseptuallashtirish L.H.; metodologiya Y.L.; dasturiy ta’minot Y.L.; formal tahlil R.X.; tadqiqot Y.L. va H.Y.; ma’lumotlar kuratsiyasi R.X.; tasdiqlash H.Y.; dastlabki qoralama Y.L.; ko‘rib chiqish va tahrirlash L.H.; moliyalashtirishni olish Y.L. va L.H.

Asosiy metodologik talqin chegarasi: Natijalar matematik model va tanlangan iqlim/chegara shartlariga tegishli. Tadqiqot barcha parametrik konfiguratsiyalar uchun yangi dala tajribalarini taqdim etmaydi. Bir o‘lchamli model, ko‘rsatilgan nurlanish e’tiborsizliklari, chiziqli havo xususiyati yondashuvi va vakillik kunini yaratish usuli natijalar qo‘llanadigan kontekstni cheklaydi.