2026-04-17T05:55:07Zhttps://recercat.cat/oai/request

oai:recercat.cat:2117/3929372025-07-22T21:28:15Zcom_2072_1033col_2072_452951

Benchmarking of different BIPV solutions Amoros I Trepat, Marta Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d’Enginyeria Gràfica i de Disseny Ramos Cabal, Alba Romaní Picas, Joaquim Àrees temàtiques de la UPC::Edificació::Instal·lacions i acondicionament d'edificis::Instal·lacions d'edificis alternatives Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Energia solar fotovoltaica::Cèl·lules solars Solar panels -- Installation -- Economic aspects Buildings -- Energy conservation -- Equipment and supplies Sustainable construction Panells solars -- Instal·lació -- Aspectes econòmics Edificis -- Estalvi d'energia -- Aparells i accesoris Construcció sostenible This study, titled "Benchmarking of different T-BIPV solutions" focuses on the application of Transparent Building Integrated Photovoltaics (T-BIPV) solutions in building design. Using a sensitivity-based approach, the study explores the intricate connections between geometry, window technology, and climate factors to unlock optimal energy performance and enhance sustainability and energy efficiency in buildings. The research aims to provide valuable insights to industry professionals and decision-makers regarding the potential of T-BIPV solutions in achieving sustainable and energy- efficient buildings. The initial part of the project is dedicated to identifying and explaining the key parameters that influence the overall energy balance of a building model. It begins with an analysis of five climates, focusing on annual temperatures, humidity, and zenith angle. Subsequently, the relevant parameters for geometry and window properties are explained, accompanied by numerical values of interest for the modelled windows. Emphasis is placed on the two Transparent Photovoltaic (TPV) technologies studied. Next, the comprehensive model is described in detail, shedding light on the specific software employed, the pre-simulation processes conducted, and the subsequent steps followed during the simulation phase. A wealth of data was generated for comprehensive analysis and interpretation. The findings reveal that implementing T-BIPV is preferable in terms of energy balance compared to using reference windows without it. The impact of geometry, technology, and climate is separately analyzed before determining the optimal building model for each climate scenario. Particular attention has been dedicated to the development of a detailed annual performance analysis of Barcelona’s optimal building model. Finally, an overall analysis is conducted, encompassing an environmental impact assessment, as well as optical and thermal comfort analyses, and an economic assessment. These analyses show the main limitation of the study: considering the current stage of development, the implantation of TPVs may not be financially viable, presenting a notable drawback in terms of cost-effectiveness. These limitations underscore the importance of ongoing research and development efforts to address these challenges and enhance the practicality and feasibility of T-BIPV solutions. This study contributes to the understanding of the composition of T-BIPV solutions, their impact on energy performance, and their implications for environmental sustainability, comfort, and economic considerations in building design Aquest estudi, titulat "Benchmarking of different T-BIPV solutions", es centra en l'aplicació de solucions de Fotovoltaica Integrada Transparent en l'Edificació (T-BIPV) en el disseny d’edificacions. L'estudi explora la sensibilitat del balanç energètic respecte la geometria, la tecnologia de finestres i els factors climàtics per trobar un rendiment energètic òptim i millorar la sostenibilitat en els edificis. La recerca té com a objectiu proporcionar idees valuoses als professionals del sector sobre el potencial de les solucions de T-BIPV per aconseguir construccions sostenibles i eficients energèticament. La part inicial del projecte està dedicada a identificar i explicar els paràmetres clau que influeixen en el balanç energètic global d'un edifici modelat de referència. Comença amb una anàlisi de cinc climes, centrant-se en les temperatures anuals, la humitat i l'angle zenital. A continuació, s'expliquen els paràmetres rellevants de la geometria i les propietats de les finestres, acompanyats de valors numèrics d'interès per a les finestres modelades. A més a més, s’expliquen amb profunditat les dues tecnologies de Fotovoltaica Transparent (TPV) estudiades. Després, es descriu detalladament el model global definint el programari específic utilitzat, els processos de pre-simulació realitzats i els passos seguits durant la fase de simulació. Com a resultat, es va generar una gran quantitat de dades per a un anàlisi i interpretació exhaustius. Els resultats revelen que la implementació de T-BIPV és preferible en termes de balanç energètic en comparació amb l'ús de finestres de referència sense aquesta tecnologia. L'impacte de la geometria, el tipus de finestra i el clima s'analitzen per separat abans de determinar el model d'edifici òptim per a cada escenari climàtic. S'ha dedicat una atenció especial a l'elaboració d'un anàlisi detallat del rendiment anual del model d'edifici òptim de Barcelona. Finalment, es realitza una anàlisi global, que inclou una avaluació de l'impacte ambiental, així com anàlisis de comfort òptic i tèrmic, i una avaluació econòmica. Aquest anàlisis exposa la major limitació de l'estudi: tenint en compte l'estat actual de desenvolupament, la implementació de les tecnologies de T-BIPV pot no ser viable des del punt de vista financer, presentant un notable inconvenient en termes de relació cost-efectivitat. Aquestes limitacions posen en manifest la importància de continuar amb esforços de recerca i desenvolupament per abordar aquests reptes i millorar la practicitat i viabilitat de les solucions de T-BIPV. Aquest estudi contribueix a la comprensió de la composició de les solucions de T-BIPV, el seu impacte en el rendiment energètic i les seves implicacions en la sostenibilitat ambiental, el comfort i les consideracions econòmiques en el disseny d'edificis Este estudio, titulado "Benchmarking de diferentes soluciones T-BIPV", se centra en la aplicación de soluciones Fotovoltaica Integrada Transparente en la Edificación (T-BIPV) en el diseño de edificaciones. El estudio explora la sensibilidad del balance energético respecto a la geometría, la tecnología de ventanas y los factores climáticos para encontrar un rendimiento energético óptimo y mejorar la sostenibilidad en los edificios. La investigación tiene como objetivo proporcionar ideas valiosas a los profesionales del sector sobre el potencial de las soluciones T-BIPV para lograr construcciones sostenibles y eficientes energéticamente. La parte inicial del proyecto está dedicada a identificar y explicar los parámetros clave que influyen en el balance energético global de un edificio modelado de referencia. Comienza con un análisis de cinco climas, centrándose en las temperaturas anuales, la humedad y el ángulo cenital. A continuación, se explican los parámetros relevantes de la geometría y las propiedades de las ventanas, acompañados de valores numéricos de interés para las ventanas modeladas. Además, se explican en profundidad las dos tecnologías de TPV (Fotovoltaica Transparente) estudiadas. Luego, se describe detalladamente el modelo global definiendo el software específico utilizado, los procesos de pre-simulación realizados y los pasos seguidos durante la fase de simulación. Como resultado, se generó una gran cantidad de datos para un análisis e interpretación exhaustivos. Los resultados revelan que la implementación de T-BIPV es preferible en términos de balance energético en comparación con el uso de ventanas de referencia sin esta tecnología. El impacto de la geometría, el tipo de ventana y el clima se analizan por separado antes de determinar el modelo de edificio óptimo para cada escenario climático. Se ha dedicado una atención especial a la elaboración de un análisis detallado del rendimiento anual del modelo de edificio óptimo de Barcelona. Finalmente, se realiza un análisis global, que incluye una evaluación del impacto ambiental, así como análisis de confort óptico y térmico, y una evaluación económica. Estos análisis exponen la mayor limitación del estudio: teniendo en cuenta el estado actual de desarrollo, la implementación de las tecnologías de T-BIPV puede no ser viable desde el punto de vista financiero, presentando una notable desventaja en términos de relación coste-efectividad. Estas limitaciones exponen la importancia de continuar con la investigación y desarrollo para abordar estos desafíos y mejorar la practicidad y viabilidad de las soluciones de T-BIPV. Este estudio contribuye a la comprensión de la composición de las soluciones de T-BIPV, su impacto en el rendimiento energético y sus implicaciones en la sostenibilidad ambiental, el confort y las consideraciones económicas en el diseño de edificios 2023-07-14 Bachelor thesis https://hdl.handle.net/2117/392937 ETSEIB-240.178852 eng http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/es/ Open Access application/pdf Universitat Politècnica de Catalunya