| dc.rights.license | CC6 | en_US |
| dc.contributor.author | Colberts, Fallon | |
| dc.contributor.author | Bouguerra, Sara | |
| dc.contributor.author | WIECLAWSKI, Arnaud | |
| dc.contributor.author | Casasola Paesa, Marta | |
| dc.contributor.author | Brand, Wim | |
| dc.contributor.author | Mullenders, Sven | |
| dc.contributor.author | Ahmed, Hareim | |
| dc.contributor.author | de Jong, Richard | |
| dc.contributor.author | Vavilkin, Tatjana | |
| dc.contributor.author | van de Wall, Wim | |
| dc.contributor.author | Mass-Protzen, Christian | |
| dc.contributor.author | Bergman, Jeroen | |
| dc.contributor.author | Boumans, Jörgen | |
| dc.contributor.author | Daenen, Michaël | |
| dc.contributor.author | Vroon, Zeger | |
| dc.date.accessioned | 2025-05-22T08:46:45Z | |
| dc.date.available | 2025-05-22T08:46:45Z | |
| dc.date.issued | 2025-01-15 | |
| dc.identifier.issn | 0306-2619 | en_US |
| dc.identifier.uri | https://luck.synhera.be/handle/123456789/3053 | |
| dc.identifier.doi | https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.124724 | en_US |
| dc.description.abstract | Article de périodique de 14 pages | en_US |
| dc.description.abstractfr | Les murs anti-bruit photovoltaïques (PVNB) offrent une double fonctionnalité en réduisant le bruit de la circulation et en produisant de l'électricité renouvelable. Dans cette recherche, le potentiel des PVNB ZigZag a été étudié. Le produit ZigZag Solar, développé par Wallvision, a prouvé qu'il offrait de multiples avantages en termes de rendement énergétique et d'esthétique pour les applications de façade de bâtiment. Pour les applications de protection contre le bruit, la structure ZigZag pourrait offrir des caractéristiques intéressantes en matière de sécurité et d'annulation du bruit (obtenues en remplissant la construction ZigZag avec de la laine de roche), en plus des avantages esthétiques et du rendement énergétique. Un PVNB ZigZag a été conçu et construit sur le campus Brightlands Chemelot à Geleen, après quoi les performances électriques ont été automatiquement contrôlées dans les conditions climatiques néerlandaises. Les mesures ont été comparées aux données simulées, ce qui a permis d'optimiser le modèle. Le matériau Rockwool étant utilisé dans la construction ZigZag, le modèle thermique a dû être optimisé pour réduire les différences significatives entre les données V MPP mesurées et simulées. Les mesures de température effectuées à l'aide d'une nouvelle technologie de fibre Bragg ont révélé que les différences de température entre la température mesurée de la cellule et la température d'entrée pour les simulations se situent entre 10 et 20 ◦ C.
Après avoir optimisé le modèle thermique, la puissance de sortie du PVNB ZigZag a pu être prédite avec plus de précision, ce qui a permis d'atteindre un rendement énergétique annuel potentiel de 1 066 kWh/kWp. Les données mesurées sur la période allant de juin 2023 à avril 2024 ont montré un rendement énergétique de 873 kWh/kWp. Un écart de 18 % entre le rendement énergétique annuel mesuré peut être lié aux pertes du système telles que le câblage et les onduleurs. L'analyse du cycle de vie (ACV) de plusieurs configurations d'un système global, comprenant l'infrastructure en béton, les panneaux solaires, les cassettes ZigZag, le câblage et les convertisseurs, montre un score de potentiel de réchauffement global (PRG) variant de 190 à 290 CO 2 eq/kWh, selon les modèles développés dans cette étude, ce qui indique son intérêt par rapport aux mix électriques néerlandais et allemand. En outre, l'énergie nécessaire pour produire et installer le système PVNB ZigZag à différentes longueurs a un temps de retour prévu de 6 à 10 ans (maximum 30 % de la durée de vie totale prévue). L'équilibre du système, en particulier les convertisseurs DC/DC et le système de batteries, suivis de l'élément en béton sur lequel le PVNB ZigZag a été monté, sont les éléments qui contribuent le plus à l'empreinte carbone du démonstrateur PVNB ZigZag. L'empreinte carbone pourrait potentiellement être réduite en utilisant des technologies de batterie ou des systèmes de stockage d'énergie plus propres.
Traduit avec DeepL.com (version gratuite) | en_US |
| dc.description.abstracten | Photovoltaic noise barriers (PVNB) offer dual functionality in reducing traffic noise and generating renewable electricity. In this research, the potential of ZigZag PVNBs has been investigated. The ZigZag Solar product, developed by Wallvision, has proven to offer multiple advantages in energy yield and aesthetics for building façade applications. For noise barrier applications, the ZigZag structure could offer interesting features in safety and noise cancellation (obtained by filling the ZigZag construction with Rockwool material) on top of the advantages in aesthetics and energy yield. A ZigZag PVNB has been designed and constructed at the Brightlands Chemelot Campus in Geleen, after which the electrical performance has been automatically monitored under Dutch climate conditions. The measurements have been compared to simulated data, which allowed optimization of the model. As Rockwool material is used in the ZigZag construction, the thermal model had to be optimized to reduce significant differences in measured and simulated V MPP data. Temperature measurements by a novel Fiber Bragg technology revealed that temperature differences between measured cell temperature and input temperature for the simulations are between 10 and 20 ◦ C. After optimizing the thermal model, the power output of the ZigZag PVNB could be predicted more accurately, resulting in a yearly potential energy yield up to 1066 kWh/kWp. Measured data over the period June 2023 till April 2024 showed an energy yield up to 873 kWh/kWp. A deviation of 18 % between measured yearly energy yield can be related to system losses such as cabling and inverters. Life Cycle Assessment (LCA) of several configurations of a global system, including concrete infrastructure, solar panels, ZigZag cassettes, cabling and converters shows a Global Warming Potential (GWP) score varying from 190 to 290 CO 2 eq/kWh, according to the models developed in this study, indicating its interest compared to the Dutch and German electricity mixes. In addition, the energy required to produce and install the ZigZag PVNB system at various lengths has a predicted payback time of 6–10 years (maximum 30 % of the total expected lifetime). The balance of system, in specific the DC/DC converters followed and battery system) followed by the concrete element on which the ZigZag PVNB was mounted are the largest contributors to the carbon footprint of the ZigZag PVNB demonstrator. The carbon footprint could potentially be reduced by using cleaner battery technologies or energy storage systems. | en_US |
| dc.description.sponsorship | OTH | en_US |
| dc.description.tableofcontents | 1. Introduction
2. Materials and methods
2.1. ZigZag PVNB demonstrator
2.2. Performance measurements
2.3. Performance simulations
2.4. LCA studies
3. Results and discussion
3.1. Demonstrator validation
3.2. Measured versus simulated power output
3.3. LCAstudies
4. Conclusions
CRediT authorship contribution statement
Declaration of competing interest
Data availability
Appendix A. Supplementary data
References | en_US |
| dc.language.iso | EN | en_US |
| dc.publisher | Elsevier | en_US |
| dc.relation.ispartof | Applied Energy | en_US |
| dc.rights.uri | ? | en_US |
| dc.subject | Intégration d'infrastructures photovoltaïques | en_US |
| dc.subject | Validation | en_US |
| dc.subject | Simulation des performances électriques | en_US |
| dc.subject | ACV | en_US |
| dc.subject | Capteurs de température à fibre de Bragg | en_US |
| dc.subject | Essais en extérieur | en_US |
| dc.subject.en | Infrastructure integrated PV | en_US |
| dc.subject.en | Outdoor testing | en_US |
| dc.subject.en | Validation | en_US |
| dc.subject.en | Electrical performance simulation | en_US |
| dc.subject.en | LCA | en_US |
| dc.subject.en | Fiber Bragg temperature sensors | en_US |
| dc.title | Performance study and LCA of a ZigZag PV noise barrier: Towards mass-customization of IIPV applications | en_US |
| dc.title.en | Performance study and LCA of a ZigZag PV noise barrier: Towards mass-customization of IIPV applications | en_US |
| dc.title.fr | Étude des performances et ACV d'un écran antibruit photovoltaïque ZigZag : vers une personnalisation massive des applications IIPV | en_US |
| dc.type | Article scientifique | en_US |
| synhera.classification | Ingénierie, informatique & technologie>>Energie | en_US |
| synhera.institution | HELMo | en_US |
| synhera.otherinstitution | Zuyd University of Applied Sciences (Heerlen, the Netherlands) | en_US |
| synhera.otherinstitution | Institute for Materials Research (imo-imomec) Hasselt University (Diepenbeek, Belgium) | en_US |
| synhera.otherinstitution | imec, imo-imomec (Diepenbeek, Belgium) | en_US |
| synhera.otherinstitution | EnergyVille (Genk, Belgium) | en_US |
| synhera.otherinstitution | Soltech (Genk, Belgium) | en_US |
| synhera.otherinstitution | ZigZagSolar (Eindhoven, the Netherlands) | en_US |
| synhera.otherinstitution | The Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO) (Eindhoven, the Netherlands) | en_US |
| synhera.stakeholders.fund | ? | en_US |
| synhera.cost.total | ? | en_US |
| synhera.cost.apc | ? | en_US |
| synhera.cost.comp | ? | en_US |
| synhera.cost.acccomp | ? | en_US |
| dc.description.version | Oui | en_US |
| dc.rights.holder | ? | en_US |
