RESEARCH OF SOLAR COLLECTORS INTEGRATED INTO THE DESIGN OF THE BUILDING/STRUCTURE GLASS FACADE: NECESSITY AND FEATURES

Authors:
1
Lviv Polytechnic National University

The work is devoted to the analysis of the need for the development of solar collectors integrated into the design of the building / structure glass facade. In particular, the necessity for Ukraine to develop renewable energy sources through the parameter of energy intensity of the Ukraine gross domestic product and the physical wear of the installation in fuel-energy complex. It was analyzed that the solar energy as one of the types of generally available resources in the field of alternative technologies has been prospects for development. Through the using of very small amount of solar energy installations in comparison with the solar energy volume that receives the Earth's surface relative to energy consumption on Earth, it can be seen the prospects of such resource. It has been noted that the territory of Ukraine receives a sufficient amount of solar energy for its use by solar installations. In this paper, conducts the search of new alternative technological solutions that allow to combine the installation of solar eletro- and heat supply with the design of the glass facade in view of the trend of glass facades evolution in developed countries. Test methods of solar collectors and solar cells according to the normative literature are described for the research. The main criterias that determine the coefficient of performance parameter are: the intensity of solar energy radiation, the ambient temperature, the design features of the solar collector, the initially established operating the solar collector characteristics. The factors that should have a significant impact on the efficiency of the design are determined for the laboratory stand study. In particular: the distance between the solar cell and the solar collector; the simulated intensity flow of thermal energy; the angle between active surface of the solar collector and the projection of the heat flow direction in the vertical plane of the solar collector; heat carrier
flow rate installed in the solar heating system; air velocity; the angle between active surface of the solar collector and the projection of the wind flow direction in the vertical plane of the solar collector; the angle between the solar collector surface and the projection of the heat flow direction in the horizontal plane of the solar collector.

Сменковський, А.Ю., Воронцов, С.Б., Бєгун, С.В., Сидоренко, А.А. (2012), Загрози енергетичній безпеці України в умовах посилення конкуренції на глобальному та регіональному ринках енергетичних
ресурсів. НІСД, Київ, с. 136.
Мисак, Й.С. (2014), Сонячна енергетика: теорія та практика. Львів, с. 340 Україна 2030 (2017), Доктрина збалансованого розвитку. Кальварія, Львів.с. 164.
Енергетика (2019): Історія, сучасність і майбутнє, http://energetika.in.ua (11.2019).
Півняк, Г.Г., Шкрабець, Ф.П. (2013), Альтернативна енергетика в Україні: монографія. Д.: НГУ, с. 109
Еuropean Photovoltaic Industry Association (2011), SG6: Solar photovoltaic electricity empowering the world. Greenpeace International, №6.
Нараєвський, С.В. (2017), Порівняльна характеристика ефективності роботи сонячної енергетики у провідних країнах світу. Мукачівський державний університет, №10.
Chwieduk, D. (2014). Solar Energy in Buildings. Thermal Balance for Efficient Heating and Cooling, USA, р. 362.
Запривода, В.І. (2002), Геометричне моделювання надходження сонячної радіації на поверхні просторових покриттів архітектурних об’єктів. Дис. канд. техн. наук : 05.01.01, Київ.
Mathiesen, B.V., Lund, H., Connolly, D., Wenzel, H. (2015). Smart energy systems for coherent 100% renewable energy and transport solutions. Applied Energy, 145, рр. 139–54.
Sig Chai, D., Wena, J.Z., Nathwani, J. (2013). Simulation of cogeneration within the concept of smart energy networks. Energy Convers Manage, 75, рр. 453–65.
Lund, H., Andersen, A.N., Оstergaard, P.A., Mathiesen, B.V., Connolly, D. (2012). From electricity smart grids to smart energy systems – a market operation based approach and understanding. Energy, 42, рр. 96–102.
Накашидзе, Л.В., Шевченко М.В. (2017). Геліоколектор–енергоактивне огородження як елемент системи кліматизації споруд. Строительство, материаловедение, машиностроение, №99.
Кувшинов, В.В. (2013). Методи розрахунку і підвищення ефективності використання теплофотоелектричних установок. СНУЯЕтаП. , Севастополь: СНУЯЭиП, Вып. 2 (46), С. 166 – 171.
Фрид, С.Е. (1988). Методы тепловых испытаний солнечных коллекторов. М.: ИВТАН АН СССР, с. 57.
Яцук, В.О., Малачівський, П.С. (2008). Методи підвищення точності вимірювань. Вид-во «Бескидбіт», Львів, с. 368.
Василиха, Х.В. (2017). Вдосконалення нормативно-технічної бази випробувань сонячних перетворювачів. Дис. канд. техн. наук : 05.01.02, Львів, с. 203.
Жмакин, Л.И., Козырев, И.В., Крюков, А.А. (2013). Солнечные водонагреватели из текстильных материалов. Применение новых текстильных и композитных материалов в техническом текстиле: научно-практическая конференция 2013, Издательство КНИТУ Казань, с. 199.
Шаповал, С.П. (2010). Ефективність "дельта-системи" плоских сонячних колекторів за різних кутів їх встановлення. Вісник Національного університету, Львів, № 664, С. 331-335.
Пона, О.М. (2018). Підвищення ефективності комбінованої системи теплопостачання з геліопокрівлею.Дис.канд. техн. наук : 05.14.06, Львів, с. 200.
Шаповал, С.П. (2010). Патент № 53370 UA МПК F24J 2/34 (2006.01). Комбінована система сонячного теплопостачання. Промислова власність, № 19.
Даффи, Дж.А., Бекман У.А. (1977). Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. М. : Мир, с. 420.