最近、中東の科学者たちが、ドバイの高層ビルにおけるさまざまな建物一体型太陽光発電（BIPV）の利用をシミュレーションした。その結果、7階建て以上のビルでは、屋上発電よりもBIPVの方が優れている可能性があることを明らかになった。
1.ドバイの高層ビルのエネルギー効率調査
中東の研究者グループは、建物一体型太陽光発電（BIPV）がアラブ首長国連邦ドバイの高層ビルの電力消費削減にどのように役立つかを検討した。
研究者たちは、ドバイには高さ300メートルを超えるビルが25棟あり、さらに14棟の高層ビルが建設せれていることを説明した。「ドバイでは、総エネルギー消費量の38.9％が建物に関連しており、高層ビル部門はエネルギー効率にとって極めて重要である。」「BIPVは、建物負荷の軽減と発電により、ドバイにおいて非常に効果的な代替手段となり得る。」本稿の目的は、階数に応じてBIPVを適用した場合のエネルギー効率を調査することである。
2 シミュレーション・モデリング
科学者たちは、高さ3.6メートル、敷地面積400平方メートル、窓と壁の比率80％の全階同じ寸法の建物を想定した。
ドバイの気候を想定し、平日の暖房温度を20℃、冷房温度を26℃とした。過去の学術文献を参照し、科学者たちは建物の年間エネルギー消費量を360kWh/m2と見積もった。低放射率（Low-E）二重窓の太陽光発電窓（LDW）を用いた参照モデルを作成し、5種類のBIPVシステムを検討した。
3 シミュレーション結果
Ain Shams Engineering Journal誌に掲載されたこの研究結果は、United Arab Emirates (UAE) Ajman 大学とSaudi Arabia’s Prince Mohammad bin Fahd 大学の研究者が参加したものである。
シミュレーションを分析した結果、科学者たちは次のような結論を得た：
・BIPVシステムの窓交換タイプでは、15階以上で効果的である；
・ファサード交換タイプのBIPVシステムでは、12階以上で効果的である；
・窓交換型とファサード交換型のハイブリッドBIPVシステムは、9階以上で効果的である。
4 屋上太陽光発電との比較
また、BIPVアレイは建物のエネルギー発電量を増加させるだけでなく、その組み立て材料の使用により、冷房・暖房負荷を削減することができるという。 窓の交換プログラムの場合、冷房と暖房負荷の削減は、従来の屋上太陽光発電よりも顕著であった。
5 結論
まとめると、中東の科学者によるドバイの高層ビルにおけるエネルギー効率の研究は、新たな知見を提供した。7階建て以上のビルでは、屋上太陽光発電よりもBIPVシステムの方が良い選択肢となる可能性がある。これらの知見は、ドバイの建設業界にとって重要であるだけでなく、同じような気候の他の都市にとっても貴重な参考となる。
