مواردی دیگر، با هم فراهم شود. نتیجه اینکه، بهترین کارآیی زمانی حاصل می شود که سیستم های فعال و غیر فعال خورشیدی در یک ساختمان با یکدیگر هماهنگ و تطبیق داده شوند. برای رسیدن به این هدف، باید پیش از شروع فرایند طراحی، راهکار کلی انرژی برای ساختمان پیش بینی شود.( وفائی ، 1388 )
-16-4-3-2تهویۀ سیستمهای فتوولتائیک :
با افزایش دما قدرت خروج از سلول ها کاهش می یابد و در نتیجه از بازده پنل های فتوولتائیک کاسته می شود. بنا بر این، در ترکیب فتوولتائیک ها با ساختمان باید به مسئلۀ تهویۀ طبیعی یا مکانیکی آنها در فرایند طراحی توجه کرد تا به دمای پایین تر برسند و کارآیی مطلوب آنها ادامه یابد.

تصویر2-13 : جزئیات تهویه پنل ها( منبع : http://www.fotovoltaika)

-17-4-3-2 شیوه های ترکیب سیستمهای فتوولتائیک با ساختمان:
سیستم های فتوولتائیک را می توان در ساختمان با بامها، پنجره های سقفی، آتریوم ها، نماها، سایبانها و غیره ادغام و یکپارچه کرد.
-1-17-4-3-2سیستمهای فتوولتائیک یکپارچه با بام:
پنل های فتوولتائیک در بامهای مسطح را می توان به صورت سلول های فیلم نازک به صورت انعطاف پذیر، و در بام های شیبدار به شکل سفالهای فتوولتائیک ترکیب کرد. همچنین آنها را می توان به عنوان پوستۀ ساختمان با سیستم سازۀ بام شیب دار یا به سازۀ بام متصل کرد مسطح ترکیب و مستقیماعناصر فتوولتائیک باید با هر عنصر غیر فتوولتائیک دیگر سازگار شوند تا مسائل سازه ای و زیبایی در معماری با هم ترکیب گردد و محصولی آگاهانه و معمارانه به دست آید.
ـ در طراحی سیستم های بام، مسئلۀ انباشت برف و رفع رطوبت حائز اهمیت است. بدین منظور باید برای رفع آب باران و انباشت برف روی پنل های فتوولتائیک، راه حل هایی مناسب و مطابق با شرایط اقلیم محل را برگزید.

تصویر2-14: انواع سقف های مناسب برای سلول های فتوولتائیک(منبع: P.C. Kiss Cathcart Anders Architects )

-2-17-4-3-2سیستم های فتوولتائیک یکپارچه با پنجره های سقفی و آتریوم ها :
در این نوع ساختمان برای ترکیب فتوولتائیک ها با بام، معمار می تواند بام را به صورت نورگیرهای دندانه دندانۀ یکپارچه با فتوولتائیک طراحی کند همچنین پنلهای فتوولتائیک نیمه شفاف را می توان جایگزین شیشۀ پنجره های سقفی و آتریو م ها کرد که طراح خالق و مجرب بدین وسیله از کیفیت نور به صورت لکه لکه استفاده می کند. طراح ساختمان می تواند فتوولتائیک ها را با آتریوم ها یکپارچه کند ،به گونه ای که فتوولتائیک های مات یا نیمه شفاف در سمت رو به آفتاب و شیشۀ شفاف در سمت پشت به آنها قرار گیرد. به این صورت، فتوولتائیک ها از ورود نور مستقیم خورشید به فضای داخل جلوگیری و هم زمان از پرتوهای خورشید نیروی برق نیز تولید می کنند.( وفائی ، 1388 )
-3-17-4-3-2 سیستمهای فتوولتائیک یکپارچه با نما:
شیوه های مختلفی برای ترکیب سیستم های فتوولتائیک با نما وجود دارد که هر یک را بسته به نوع طرح و انتخاب طراحان، می توان در فرایند طراحی مطرح کرد و بهترین گزینه را مطابق با شرایط ساختمان به کار بست. در سیستم های نما می توان پنلهای غیرشفاف، نیمه شفاف، و شیشه را در کنار هم به صورت عمودی یا دندانه دندانه ترکیب کرد تا بدین ترتیب هم نور طبیعی به میزان الزم به فضای داخل راه یابد و هم پنل- های فتوولتائیک الکتریسیته تولید کنند. همچنین به هنگام گرمی هوا، از ورود نور ناخواستۀ آفتاب به داخل فضا جلوگیری شود.
-4-17-4-3-2 سیستمهای فتوولتائیک یکپارچه با سایبان ها :
پنل های فتوولتائیک غیرشفاف را در ترکیب با ساختمان یا رف نور نیز در نما به عنوان سایبان پنجره، لوور، نصب و فضای داخل را از پرتوهای مستقیم خورشیدحفاظت میکنند و در همان حال شرایط ورود نور پراکنده و غیرمستقیم را به درون فضا تأمین می کنند. سایبانهای فتوولتائیک را می توان به صورت افقی، شیب دار یا پل های روی دیوار قائم نما قرار داد.
ـ مزیت سایبان های فتوولتائیک در مقایسه با سایر سایبان ها یا پرده ها آن است که علاوه بر اینکه مانع ورود گرما به داخل ساختمان می شود و بار دستگاههای سرماساز را کاهش می دهد، خود نیز نیروی برق مورد نیاز سیستمهای سرمایش را تولید می کند.

تصویر2-15 : سیستمهای فتوولتائیک یکپارچه با نما (منبع: P.C. Kiss Cathcart Anders Architects, Ibid)
-18-4-3-2 تأثیر فرم پلان ساختمان بر نیروی سیستم فتوولتائیک:
برای آزمایش تأثیر فرم پلان ساختمان بر میزان تولید برق سالانه، یک بنای اداری چهار طبقه را در لس آنجلس )عرض جغرافیایی 33/9 درجه شمالی( با مساحت3716 مترمربع و زیربنــای 2929 مترمربع و ارتفاع هر طبقه 3/65 متر در نظر گرفته می گیریم. فرض بر این است که کل چهار طبقۀ ساختمان در نما با پنلهای عمودی فتوولتائیک پوشانده شده است.
اقلیم این محل گرم و خشک است و نیاز سرمایشی زیادی دارد. برای این ساختمان می توان دو حالت در نظر گرفت: در یک حالت ثابت است و با تغییر فرم پلان، مساحت دیوارهای مساحت کف محیطی تغییر می کند؛ در حالت دوم، مساحت دیوارهای محیطی متغیر فرض شده است.
در این تغییر فرم، ثابت و مساحت کف پنج نوع پلان به صورت دیاگرام بررسی می شود. به طور کلی در این حالت ها تأثیر فرم پلان ساختمان بر کارآیی و میزان تولید سیستم فتوولتائیک مشخص میگردد.
با توجه به دیاگرام ها و محاسبات نیروی تولید شده، مشخص کشیده تر باریکتر باشــد، محیط است که هر چه فرم پلان افزایش می یابد و میزان دریافت تابش خورشید و تولید انرژی برق بیشــتر می شــود و هر چه به فرم مربع نزدیک تر شویم، این میزان کاهش می یابد؛ به این معنا که در فرم هایی که دیوارهای محیطی مساحت بیشتری پیدا میکنند، میزان تولید انرژی بیشتر است.
مسئلۀ دیگر اینکه در کشیدگی فرم پلان به صورت شرقی ـ غربی و شمالی ـ جنوبی، تفاوت چشم گیری در میزان تولید انرژی برق وجود دارد.با توجه به دیاگرام ها، در صورتی که پلان این ساختمان لس آنجلسی را به فرم کشیده در جهت شمالی ــ جنوبی درآوریم، به حداکثر تولید برق در کل سال خواهد رسید البته باید توجه کرد که دیوارهای این ساختمان در چهار جهت شمال، شرق،جنوب، و غرب با فتوولتائیک پوشانده شده است. به عبارت دیگر، مشخص می شود که دیوارهای شرقی و غربی در طول سال نور زیادی از خورشید دریافت و در نتیجه نیروی بیشتری تولید می کنند. اما این آنالیز تنها منحصر به کارآیی فتوولتائیک است و در آن به آثار منفی حاصل از این جهت یابی توجهی نشده و عصر، و بهره وری کمتر در انتخاب پلان کف. (وفائی،1388)

تصویر2-16 : تأثیر فرم پلان ساختمان( منبع : P.C. Kiss Cathcart Anders Architects, Ibid)
تأثیر شیب دیوار نمای ساختمان بر نیروی سیستم فتوولتائیک به منظور بررسی تأثیر شیبهای مختلف یک دیوار پرده ای نمای جنوبی بر میزان تولید نیروی فتوولتائی، ساختمانی چهارطبقه با دیـوار جنوبی به طول 30/5 متــر و به ارتفاع 14/6 متر و با 278/7 مترمربع کل مساحت فتوولتائیک، در جهت قائم فرض شده است. تأثیر شـیب های مختلف این دیوار )از شیب90 درجۀ قائم تا40 درجه( بر میزان تولید برق در دو حالت بررسی میشود . در حالت اول، مساحت پنل های فتوولتائیک ثابت است و با تغییر شیب مساحت کف طبقات و مساحت دیوار جنوبی تغییر می کند.
در حالت دوم، با تغییر شیب دیوار، مساحت فتوولتائیک نیز تغییر می یابد؛ به طوری که هر چه شیب دیوار به افق نزدیک تر می شود، مساحت پنلهای فتوولتائیک نیز افزایش می یابد ــ البته ارتفاع طبقات ثابت است.
با توجه به دیاگرام ها و محاسبات نیروی تولید شده توسط پنل های فتوولتائیک، مشخص است که هر چه شیب دیوار از حالت قائم به سطح افق نزدیک تر می شود، سطح فتوولتائیک انرژی خورشید را بیشتر دریافت می کند. بنا براین، تولید نیروی برق و بازده آن بیشتر خواهد بود.
همچنین در صورتی که بخواهیم کل سطح دیوار با پنلهای فتوولتائیک پوشیده باشد، با نزدیک تر شدن شیب دیوار به سطح افق، بر مساحت دیوار نیز افزوده و در نتیجه تولید برق بیشتر میشود در این دیاگرام ها مساحت سطح دیوار فتوولتائیک از 278/7 مترمربع با شیب 90 درجه تا 433/5 مترمربع با شیب 40 درجه افزایش می یابد. اما این افزایش نیروی حاصل از شیب دار کردن سطح دیوار را باید با هزینه های دیگر بررسی کرد؛ از آن جمله هزینه های ساخت دیوار شیب دار که بیشتر است، یا کاهش مساحت کف در طبقات بالاتر داخل طبقات نیز در قسمت محیطی، نور مستقیم بیشتری دریافت می کند که این مسئله در طول ساعات نیم روز نیاز به مراقبت بیشتری دارد .( وفائی ، 1388 )
دیوار شیب دار، کارآیی نیروی دیوارهای جنوبی و شرقی و غربی را در سرتاسر سال بهبود می بخشد؛ در حالی که کارآیی دیوار شمالی شیب دار فقط در طول تابستان افزایش می یابد.چنان که از این کردارها پیداست، نماهای شیب دار یکپارچه با فتوولتائیک ها بر میزان بازدهی بهینۀ آنها اثر می گذارد. اما در طراحی نما باید به تأثیرات آن بر جنبه های دیگر طرح ساختمان نیز توجه شود؛ مسائلی چون فشرده شدن فضای کف در پیرامون دیـوار پردهای نما در طبقات که منجر به کاهش مقدار فضای ساختمان می شود و همچنین هزینه های بیشتر برای ساخت دیوار مایل و غیره.

تصویر2-17 : تأثیر میزان شیب دیوار در دریافت نور خورشید( منبع : وفائی ،1388، مجله صفه،ش 49 )
-19-4-3-2تعیین نوع و توان سیستم فتوولتائیک :
نوع یک سیستم فتوولتائیک تابع شرایطی چون نوع بارهای متصل به سیستم ای سی یا دی سی یا هر دو، وجود یا عدم وجود مولد کمکی برق، اتصال یا عدم اتصال به شبکۀ محلی یا سراسری، و چگونگی ارتباط با آن شبکه یک طرفه یا دو طرفه است. قبل از طراحی ابتدا باید تصمیم گرفت که سیستم فتوولتائیک مستقل خوداتکاء باشد یا متصل به شبکه برق شهری سیستم های مستقل به باتری های ویژه برای ذخیرۀ الکتریسیته نیاز دارند و تولید برق آنها نسبت به سیستمهای متصل به شبکه کمتر است و اغلب در نقاط دورافتاده از شبکۀ برق استفاده می شود.
اگر سیستم فتوولتائیک متصل به شبکۀ برق شهری باشد، تضمینی برای تأمین برق وجود خواهد داشت؛ زیرا نیروی برق بین سیستم و شبکه مبادله می شود و شبکه همچون ذخیره سازی نامحدود عمل می کند. سیستمهای باتری دار هم نیاز به تعمیر و نگهداری باتری ها دارند؛ اما در مقابل سیستم های متصل به شبکه نیازمند نگهداری خاصی نیستند. البته در تصمیم گیری برای نوع سیستم، باید هزینه های باتری و نگهداری را در نظر گرفت و بر اساس نیاز و نوع زندگی تعیین کرد که چه نوع سیستمی مناسبتر خواهد بود.توان یک سیستم فتوولتائیک، به اندازۀ حداکثر بازده جریان مستقیم دی سی سیستم خورشیدی به کیلووات معین شده است؛ بنا بر این، یک سیستم 2 کیلووات هنگامی که کامالدر معرض پرتوهای خورشــید قرار گیرد، 2000 وات الکتریسیتۀ دی سی تولید میکند، سپس این جریان مستقیم از طریق یک مبدل به جریان متناوب