건축에서 재생가능 수력 발전 시스템과 건물 일체형 광전지

건축에서 재생가능 수력 발전 시스템과 건물 일체형 광전지 또한 지속 가능한 에너지원 발전에 중요한 요소인데 수력 발전 시스템은 흐르는 물의 일부를 강이나 개울로 우회시켜 터빈을 통해 전기를 생산하고 BIPV 시스템 광전지는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 동시에 전통적인 재료를 대체하는 태양 광전지를 포함합니다.

 

 

수력 발전 시스템

건물 설계에 통합된 수력 발전 시스템은 일반적으로 소규모 수력 발전으로 분류되며, 이는 국지적인 소비를 위해 전기를 생산하는 소규모 설비와 관련이 있는데 이러한 시스템은 특히 강, 개울 또는 기타 흐르는 수원에 가까운 건물에 적합합니다.

건축가들은 수력 발전을 통합할 수 있는 가능성을 결정하기 위해 물의 유량, 수직 낙하(헤드) 및 잠재적 난류와 같은 요소를 포함하여 현장의 수문학적 조건을 철저히 평가하며 사용 가능한 자원에 대한 종합적인 평가는 시스템 설계를 최적화하고 에너지 생산을 추정하는 데 도움이 됩니다. Run-of-River 수력 발전 시스템은 건물 설계에 널리 사용되며 이러한 시스템은 자연적인 흐름 패턴에 대한 최소한의 변경으로 원래의 수로로 전환되고 펠튼 터빈, 프랜시스 터빈, 카플란 터빈을 포함한 다양한 종류의 물 터빈은 흐르는 물의 운동 에너지를 기계적 에너지로 변환하고 발전기를 사용하여 전기로 변환합니다. 터빈 유형의 선택은 물 유량 및 헤드와 같은 특정 현장 조건에 따라 달라집니다.

 

헤드 레이스는 우회된 물이 수원에서 터빈으로 전달되는 채널 또는 파이프라인을 의미하는데 반대로, 테일 레이스는 물을 강이나 개울로 되돌리는 수로이며 건축가들은 헤드 레이스와 테일 레이스를 설계하여 적절한 물 흐름을 촉진하고 효율성을 향상하며 주변 환경에 미치는 악영향을 최소화합니다. 건축가들은 쓰레기나 큰 물체가 시스템으로 유입되는 것을 방지하는 동시에 수원에서 물을 흡수하는 취수 구조를 고안하는데 침전 탱크 또는 스크린과 같은 침전물 관리 기술은 터빈의 성능을 방해할 수 있는 침전물의 축적을 방지하기 위해 고려됩니다.

설계자들은 터빈의 기계적 에너지를 사용 가능한 전기로 변환하기 위해 인버터, 변압기 및 전기 제어 시스템을 포함하는 전기 인프라의 통합을 전략화하며 생성된 전기는 건물에 전력을 공급하기 위해 직접 사용되거나 더 광범위한 분배를 위해 그리드로 전송될 수 있습니다.

건물 설계에 통합된 수력 발전 시스템은 수생 생태계에 미치는 환경적 영향을 신중하게 해결해야 하고 건축가들은 물고기의 이동, 수질 및 수로의 자연적인 흐름 패턴에 대한 악영향을 최소화하기 위한 조치를 시행합니다. 생태학적 연결성을 유지하기 위해 물고기 사다리, 스크린 또는 우회 채널을 통합할 수 있습니다. 또한 건축가들은 수력 발전 시스템에 대한 접근 및 유지보수 요구사항을 고려하고 그들은 정기적인 유지보수, 검사 및 수리 작업을 용이하게 하기 위해 적합한 접근 경로와 플랫폼을 설계하며 건물 입주자의 안전을 보장하고 시스템에 무단으로 접근하는 것을 방지하기 위해 울타리, 사이니지, 보호 장벽과 같은 안전 조치를 시행합니다. 건물의 에너지 수요와 지역 규정에 따라 건축가는 그리드 상호 연결을 위한 수력 시스템을 설계할 수 있는데 과도한 전기는 발전량이 많은 기간 동안 그리드에 공급될 수 있으며, 현장 발전량이 부족한 경우 그리드에서 전기를 끌어낼 수 있습니다. 배터리와 같은 에너지 저장 시스템은 나중에 사용할 수 있도록 잉여 전기를 저장하기 위해 통합될 수 있으므로 에너지 자급률을 높일 수 있습니다.

 

건물 일체형 광전지(BIPV)

BIPV 시스템은 지붕, 정면, 창문 및 음영 장치를 포함한 다양한 건물 구성 요소와 원활하게 통합되도록 세심하게 설계되었습니다.

BIPV 모듈은 태양 지붕 타일, 태양 표면 또는 피복재, 태양 창, 태양 캐노피 및 태양 음영 장치와 같은 다양한 형태를 포함하고 이러한 모듈은 에너지 생성기 및 통합 건물 구성요소의 기능을 동시에 수행하면서 건물의 미관과 조화를 이루도록 설계되었습니다.

BIPV 시스템은 결정 실리콘(단결정 또는 다결정), 박막(비정형 실리콘, 카드뮴 텔루라이드, 구리 인듐 갈륨 셀레나이드) 및 페로브스카이트 태양 전지와 같은 신흥 기술을 포함하여 다양한 태양광 발전 기술을 사용하고 기술의 선택은 효율성, 외관 및 통합 요구사항과 같은 요소에 따라 달라집니다. 이 시스템은 햇빛을 사용 가능한 에너지로 변환하여 전기를 생성하고 이 전기는 건물의 전기 시스템에 전력을 공급하기 위해 현장에서 소비될 수 있으므로 그리드에 대한 의존도를 줄이고 탄소 배출량을 줄일 수 있습니다. 잉여 전력은 그리드에 다시 공급될 수 있으며, 잠재적으로 순 계량 또는 공급 관세와 같은 프로그램을 통해 신용을 얻을 수 있습니다. BIPV 시스템은 건축가들이 건물의 구조와 미관에 태양 에너지 발전을 주입할 수 있는 자유를 제공하고 맞춤형 BIPV 모듈을 사용하면 건축가가 원하는 건축 스타일, 색상, 투명도 또는 패턴에 맞춰 건물의 시각적 매력을 높일 수 있습니다. BIPV 모듈은 햇빛 노출, 음영, 방향 및 건물 배치와 같은 요소를 고려하여 에너지 생산을 최적화하도록 세심하게 제작되었으며 건축가들은 태양광 엔지니어들과 협력하여 건물의 에너지 요구량을 평가하고 에너지 시뮬레이션을 수행하며 성능과 효율을 극대화하기 위해 적합한 BIPV 기술과 구성을 선택합니다. 이 모듈은 비, 눈, 바람 및 자외선 노출을 포함한 다양한 날씨 조건에 견딜 수 있도록 설계되었고 엄격한 테스트를 통해 수십 년에 걸친 예상 수명 동안 내구성, 수명 및 지속적인 성능을 보장할 수 있습니다. BIPV 모듈은 빌딩 엔벨로프에 완벽하게 통합되어 단열성을 높이고 열 득실을 최소화하며 구조물의 전반적인 에너지 효율성에 기여하고 BIPV 시스템을 지붕과 전면에 통합하면 에너지 성능이 최적화되고 지속 가능성 목표를 달성할 수 있습니다. 또한 이 시스템은 재생 에너지 발전 및 지속 가능한 설계 기능에 대한 점수를 획득함으로써 LEED(Leadership in Energy and Environmental Design) 또는 BRIAM(Building Research Setup Environment Assess Method)과 같은 건물 인증에 기여할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. BIPV 시스템의 채택을 촉진하기 위해 세금 공제, 보조금 또는 보조금과 같은 인센티브 및 재정적 지원이 제공될 수 있습니다. 설계자는 제조, 운송, 설치 및 수명 만료 재활용 또는 폐기 프로세스를 포함하는 BIPV 시스템의 라이프사이클 고려사항을 고려하고 지속 가능한 재료 소싱, 효율적인 제조 관행 및 재활용 프로그램 구현을 강조함으로써 BIPV 시스템과 관련된 환경 영향을 최소화할 수 있습니다.