Modelling the energy dynamics of ventilated photovoltaic facades using stochastic differential equations in a monitored Test Reference Environment

Abstract

L'objectiu general d'aquest treball és contribuir a l'avaluació de la transferència de l'energia en règim dinàmic de sistemes Fotovoltaics de doble pell Integrats en Edificis (EIFV) amb ventilació forçada sota condicions climàtiques exteriors reals. Per tant, un dels objectius d'aquest treball de recerca va consistir a recol.lectar dades experimentals sota condicions externes reals amb el “Test Reference Environment” (TRE) al Parc Científic i Tecnològic Agroalimentari de Lleida (PCiTAL). Es va dur a terme una llarga campanya de mesures on es van realitzar diversos experiments, amb diferents inclinacions i règims de ventilació. Un altre objectiu va ser estimar paràmetres físics desconeguts mitjançant l'ús de models d'identificació. Per aconseguir aquest objectiu, diversos models de caixa grisa estocàstics es van desenvolupar. Finalment, a partir de l'experiència adquirida durant el treball experimental, d'anàlisi i de modelatge, s'ha proposat la definició d'un entorn de prova “Test Reference Environment” estandarditzat per a les aplicacions de EIFV de doble pell.

El objetivo general de este trabajo es contribuir a la evaluación de la transferencia de la energía en régimen dinámico de sistemas de doble piel FotoVoltaicos Integrados en Edificios (EIFV) con ventilación forzada bajo condiciones climáticas exteriores reales. Por lo tanto, uno de los objetivos de este trabajo de investigación consistió en recolectar datos experimentales bajo condiciones externas reales con el “Test Reference Environment” (TRE) en el Parque Científico y Tecnológico Agroalimentario de Lleida (PCiTAL). Se llevó a cabo una larga campaña de medidas donde se realizaron varios experimentos, con diferentes inclinaciones y regímenes de ventilación. Otro objetivo fue estimar parámetros físicos desconocidos mediante el uso de modelos de identificación. Para lograr este objetivo, varios modelos de caja gris estocásticos se desarrollaron. Por último, a partir de la experiencia adquirida durante el trabajo experimental, de análisis y de modelación, se ha propuesto la definición de un entorno de prueba “Test Reference Environment” estandarizado para las aplicaciones de EIFV de doble piel.

The general aim of this work is to contribute to the energy dynamics assessment of mechanically ventilated double skin Building Integrated PhotoVoltaic (BIPV) systems under real outdoor weather conditions. Therefore, one of the objectives of this research work has consisted in collecting experimental data under real outdoor conditions in the Test Reference Environment (TRE) at the Lleida Agri-food Science and Technology Park (PCiTal). An extensive monitoring campaign has been carried out and several experiments, at different inclinations and ventilation regimes, have been performed. Another goal was to estimate unknown physical parameters by using identification models. To achieve this goal, several stochastic grey-box models have been developed. Finally, from the experience gained during the experimental, analysis and modelling work, the definition of a standardized set-up for a Test Reference Environment for double skin applications of BIPV has been proposed.