신재생 에너지 분야 중 건물일체형 태양광 발전시스템인 BIPV(Building-integrated photovoltaic)는 태양광 모듈이 건물의 마감재인 지붕 또는 벽체 등에 사용되어 별도의 설치 공간이 필요하지 않으며 전기에너지 생산이라는 본래의 기능에 건축물의 마 감재를 절감하는 장점을 가지고 있어 적용이 지속적으로 증가하고 있다. 하지만 기존 연구에서 BIPV는 소형 건축물 위주로 적용되었으나, 초고층 건축물과 같이 수직적으로 높은 건축물의 외부환경조건에 대응하기 위한 BIPV의 적용 방안은 현재까지 연구되어지지 않았다. 본 연구에서는 기존 방식으로 ...
신재생 에너지 분야 중 건물일체형 태양광 발전시스템인 BIPV(Building-integrated photovoltaic)는 태양광 모듈이 건물의 마감재인 지붕 또는 벽체 등에 사용되어 별도의 설치 공간이 필요하지 않으며 전기에너지 생산이라는 본래의 기능에 건축물의 마 감재를 절감하는 장점을 가지고 있어 적용이 지속적으로 증가하고 있다. 하지만 기존 연구에서 BIPV는 소형 건축물 위주로 적용되었으나, 초고층 건축물과 같이 수직적으로 높은 건축물의 외부환경조건에 대응하기 위한 BIPV의 적용 방안은 현재까지 연구되어지지 않았다. 본 연구에서는 기존 방식으로 초고층 건물에 BIPV를 적용하였을 때 발생할 수 있는 설계, 시공, 유지관리 상의 문제점을 검토하여 에너지 절약을 위한 초고층 건축물의 BIPV의 적용 방향 설정에 관한 기초적인 연구로서, 향후 초고층 건축물에 BIPV를 적용 시 에너지 생산과 에너지 저감을 동시에 구현하는 것을 목적으로 한다. 본 연구를 통해 초고층 건축물의 BIPV 적용의 문제점을 파악하고, 기존 발전량 위주의 설계 기술에서 향후 종합적인 에너지성능을 고려한 통합설계가 이루어질 수 있도록 Unit형 BIPV의 최적 설계 방안 도출하였다. 1) 초고층 건축물의 경우 일반 건축물에 비해 층고가 높기 때문에 BIPV 모듈을 대면적으로 적용해야 하며, 현재 대면적화 할 수 있는 투과성 결정질 모듈의 최대 Size는 2m * 2m로 나타났다. 2) 모듈의 배선 연결을 고려한 J-BOX를 설계하기 위하여 간봉 깊이 사이에 J-BOX를 매립할 수 있는 완전 삽입형 J-BOX Type을 제시하였다. 3) 초고층 건축물의 높이별 일사량을 측정한 결과 건축물의 높이에 따른 차이가 나타났다. 초고층 건축물의 BIPV 적용 시 에너지의 효율적인 생산을 위해서는 인버터의 분산제어 설계가 이루어져야 하는 것으로 판단된다. 4) Unit형 BIPV의 인버터의 분산제어 설계가 가능하도록 태양전지 모듈의 직병렬을 고려한 인버터의 결선 방법을 제시하였고, 이를 통해 Unit형 BIPV 프레임 내부에 배선처리가 가능하도록 홀 가공 위치를 도출하였다. 5) Unit형 Frame에 태양전지 적용을 위한 배선처리 과정에서 일어나는 온도 변화를 비교 한 결과 Hole으로 인한 결로 발생에는 영향을 주지 않을 것으로 판단된다.
신재생 에너지 분야 중 건물일체형 태양광 발전시스템인 BIPV(Building-integrated photovoltaic)는 태양광 모듈이 건물의 마감재인 지붕 또는 벽체 등에 사용되어 별도의 설치 공간이 필요하지 않으며 전기에너지 생산이라는 본래의 기능에 건축물의 마 감재를 절감하는 장점을 가지고 있어 적용이 지속적으로 증가하고 있다. 하지만 기존 연구에서 BIPV는 소형 건축물 위주로 적용되었으나, 초고층 건축물과 같이 수직적으로 높은 건축물의 외부환경조건에 대응하기 위한 BIPV의 적용 방안은 현재까지 연구되어지지 않았다. 본 연구에서는 기존 방식으로 초고층 건물에 BIPV를 적용하였을 때 발생할 수 있는 설계, 시공, 유지관리 상의 문제점을 검토하여 에너지 절약을 위한 초고층 건축물의 BIPV의 적용 방향 설정에 관한 기초적인 연구로서, 향후 초고층 건축물에 BIPV를 적용 시 에너지 생산과 에너지 저감을 동시에 구현하는 것을 목적으로 한다. 본 연구를 통해 초고층 건축물의 BIPV 적용의 문제점을 파악하고, 기존 발전량 위주의 설계 기술에서 향후 종합적인 에너지성능을 고려한 통합설계가 이루어질 수 있도록 Unit형 BIPV의 최적 설계 방안 도출하였다. 1) 초고층 건축물의 경우 일반 건축물에 비해 층고가 높기 때문에 BIPV 모듈을 대면적으로 적용해야 하며, 현재 대면적화 할 수 있는 투과성 결정질 모듈의 최대 Size는 2m * 2m로 나타났다. 2) 모듈의 배선 연결을 고려한 J-BOX를 설계하기 위하여 간봉 깊이 사이에 J-BOX를 매립할 수 있는 완전 삽입형 J-BOX Type을 제시하였다. 3) 초고층 건축물의 높이별 일사량을 측정한 결과 건축물의 높이에 따른 차이가 나타났다. 초고층 건축물의 BIPV 적용 시 에너지의 효율적인 생산을 위해서는 인버터의 분산제어 설계가 이루어져야 하는 것으로 판단된다. 4) Unit형 BIPV의 인버터의 분산제어 설계가 가능하도록 태양전지 모듈의 직병렬을 고려한 인버터의 결선 방법을 제시하였고, 이를 통해 Unit형 BIPV 프레임 내부에 배선처리가 가능하도록 홀 가공 위치를 도출하였다. 5) Unit형 Frame에 태양전지 적용을 위한 배선처리 과정에서 일어나는 온도 변화를 비교 한 결과 Hole으로 인한 결로 발생에는 영향을 주지 않을 것으로 판단된다.
BIPV(Building Integrated Photovoltaic System), which is one of the new and renewable energy, does not require separate installation space, because the photovoltaic module can be applied to the roof or wall. The application of BIPV continues to increase due to its advantages not only the original fun...
BIPV(Building Integrated Photovoltaic System), which is one of the new and renewable energy, does not require separate installation space, because the photovoltaic module can be applied to the roof or wall. The application of BIPV continues to increase due to its advantages not only the original function of the electric energy production but also the reduction of the finishing materials in buildings. However, previous studies focused on BIPV applied to the small buildings. The study on application of BIPV to the external environment conditions in high-rise buildings has not been done yet. This study reviewed the issues such as design, construction and maintenance that may occur when BIPV was applied to high-rise buildings in a traditional way. What is more, it is a basic study on the direction of BIPV application in order to save energy in high-rise buildings. Thereafter, this study aims to implement both energy production and energy saving when BIPV is applied to high-rise buildings. In this study, I tried to grasp the problems of the application of BIPV to the high-rise buildings and suggested the optimum design method by taking the comprehensive energy performance into consideration while the previous design merely focused on the electricity generation. 1) The size of the BIPV module should be large enough, because the story height of high-rise buildings is higher than that of general buildings. At present, the maximum size of the crystalline silicon photovoltaic module is 2m * 2m. 2) This study suggested an encased j-box type considering the wiring connection of module. 3) According to the solar radiation measurement, the solar radiation changed by the height of the buildings. Therefore, distributed design of the inverter is necessary for the purpose of efficient energy production when BIPV is applied to the high-rise buildings. 4) In this study, I also suggested the wiring connection method considering the serial and parallel connection of modules when the Unit Type BIPV modules were used in the high-rise buildings so that made the distributed inverter control possible. Meanwhile, I found out the position of the hole borings for the internal wiring connection. 5) Results showed that the temperature change during the wiring connecting work for the application of unit type frame of the photovoltaic hardly caused the dew condensation.
BIPV(Building Integrated Photovoltaic System), which is one of the new and renewable energy, does not require separate installation space, because the photovoltaic module can be applied to the roof or wall. The application of BIPV continues to increase due to its advantages not only the original function of the electric energy production but also the reduction of the finishing materials in buildings. However, previous studies focused on BIPV applied to the small buildings. The study on application of BIPV to the external environment conditions in high-rise buildings has not been done yet. This study reviewed the issues such as design, construction and maintenance that may occur when BIPV was applied to high-rise buildings in a traditional way. What is more, it is a basic study on the direction of BIPV application in order to save energy in high-rise buildings. Thereafter, this study aims to implement both energy production and energy saving when BIPV is applied to high-rise buildings. In this study, I tried to grasp the problems of the application of BIPV to the high-rise buildings and suggested the optimum design method by taking the comprehensive energy performance into consideration while the previous design merely focused on the electricity generation. 1) The size of the BIPV module should be large enough, because the story height of high-rise buildings is higher than that of general buildings. At present, the maximum size of the crystalline silicon photovoltaic module is 2m * 2m. 2) This study suggested an encased j-box type considering the wiring connection of module. 3) According to the solar radiation measurement, the solar radiation changed by the height of the buildings. Therefore, distributed design of the inverter is necessary for the purpose of efficient energy production when BIPV is applied to the high-rise buildings. 4) In this study, I also suggested the wiring connection method considering the serial and parallel connection of modules when the Unit Type BIPV modules were used in the high-rise buildings so that made the distributed inverter control possible. Meanwhile, I found out the position of the hole borings for the internal wiring connection. 5) Results showed that the temperature change during the wiring connecting work for the application of unit type frame of the photovoltaic hardly caused the dew condensation.
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