莫纳什大学克莱顿校区的屋顶光伏。信用:激子科学新建模，从单个结构到社区和整个城市的规模，已经表明，如果太阳能技术完全集成到屋顶、墙壁和窗户中，墨尔本市的建筑可以提供74%的电力需求。这项研究发表在《太阳能》杂志上，由莫纳什大学激子科学研究中心的成员和里斯本大学的合作者领导，是世界上第一个在城市范围内模拟窗户集成光伏和其他太阳能技术的可行性和影响的研究。
结果表明，在整个城市全面采用现有的屋顶光伏技术可以从根本上改变墨尔本的碳足迹，显著减少其对燃烧化石燃料产生的电网电力的依赖。
通过广泛应用新兴的、高效的“太阳能窗户”和集成在建筑外墙上的光伏技术，可以取得进一步的收益。
研究人员希望，通过使用他们开发的模型，决策者、能源提供商、建筑公司和建筑业主将能够优化新结构和现有结构的光伏潜力。
研究人员将墨尔本2018年的电力消耗与通过完全和完全建筑一体化的太阳能可能实现的发电量进行了比较。墨尔本中央商务区的消费数据来自Jemena、Citigroup & Powercor分销公司，并通过独立的维多利亚州研究机构新能源技术中心(C4NET)获取。
在城市规模的建模中，他们发现光伏可以满足墨尔本74%的建筑消费需求。屋顶太阳能将占这一供应的88%，集成墙和集成窗的太阳能分别提供8%和4%。
与屋顶太阳能相比，墙窗一体太阳能技术在冬季的效率下降较少，全年效益和价值更稳定。
窗户集成太阳能的潜在贡献上升到18%，反映了较高的建筑高度和窗户墙比。
一种半透明钙钛矿太阳能电池的原型，可以代替窗户玻璃，帮助建筑产生自己的电能。信用:激子科学研究人员确定了墨尔本建筑表面的年太阳辐射，以确定光伏安装的合适区域，同时考虑了技术限制和成本因素。
详细的建模能够模拟城市地区的入射太阳辐射和光伏潜力。必须考虑大量因素，包括遮阳系统和阳台投射的阴影的影响，以及各种太阳能技术的性能特点。
除其他技术外，还进行了相关和线性回归分析，以确定城市形态指标和年光伏潜力之间的相互依赖性。
研究中的总面积为墨尔本市中心的37.4平方公里，其中35.1平方公里是2019年建造的建筑面积，主要由住宅和商业建筑组成。
结果表明，该地区的光伏潜力主要是由增加屋顶太阳能的可能性驱动的。
虽然屋顶和墙壁太阳能潜力高的街区遍布整个城市，但窗户集成太阳能收益的最高潜力在城市的高密度城市中心，如中央商务区。
“通过使用今天商业上可获得的光伏技术，并结合未来十年墙壁和窗户集成太阳能技术的预期进步，我们可能会看到我们的中央商务区在未来几十年内走向净零，”主要作者亚采克·贾西恩亚克教授说。
“我们从20世纪20年代开始从拉特罗布山谷进口燃煤发电，以停止在现场燃烧产生烟雾的煤球为我们的CBD建筑供电的做法，现在已经可行了，一百多年后，我们可以看到墨尔本的建筑在CBD内恢复本地发电的完整循环时刻，但使用清洁、气候安全的技术，帮助我们实现澳大利亚的净零2050目标。”
合著者珍妮·周博士说，“尽管有很多政策支持新建筑的能效标准，但我们尚未看到对确保现有建筑进行改造以应对气候变化挑战的实质性回应。我们的研究提供了一个框架，可以帮助决策者实施光伏技术，减少我们城市对破坏性化石燃料的依赖。"
第一作者Maria Panagiotidou博士补充道，“在不久的将来，高效太阳能窗的市场渗透和部署可以为减少高层开发的碳足迹做出实质性贡献。随着世界向净零未来过渡，这些本地能源解决方案将在增加城市环境中的PVs倾向方面发挥关键作用。”
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