ZEMCH 2019 International Conference Proceedings April.2020 | Page 296

demands,  according  the  performance  of  BIPV  technology.  An  estimation  is  made  of  the  electrical 
production and, also, the possibility of heat recovery through the air used for cell cooling.   
The analysis of electric production of BIPV technology with best orientation for solar PV capture 
(due north), during characteristic seasonal days, shows a supply between 43.6% of demand on average 
winter day, and 462.5% for an average summer day. Compared to the annual demand, estimated at 
8,154.5  kWh  /  year,  the  overall  production  reaches  14,148.9  kWh,  then  a  relationship  of  173.5%  in 
electricity annual generation is observed. The surpluses for the urban grid could reaches 5,994.4 kWh 
per  year.  Considering  the  average  consumption  of  an  electric  car  of  6  km/KWh  [28],  the  surpluses 
would  potentially  power  36,000  km  of  transportation.  Converting  the  surpluses  to  Gigajoules  in  60 
years for reaching the Powerhouse standard, the dwelling must not content over 1300 Gj of embodied 
energy  in  the  construction,  maintenance  and  deconstruction  processes;  the  daily  consumption  has 
already been taken account. 
The back roof and facade suited for solar capture in the higher deviation to north (94º), increases 
the demand to 8,893.8 kWh/year, while the PV generation is reduced to 12,109.8 kWh/year. Despite the 
inadequate orientation, it is still a Plus‐Energy house, although it implies a reduction of surpluses to 
3,216 kWh/year. This surplus is useful for feeding an electric vehicle to travel a little more than 19,000 
km.  Regarding  the  balance  of  production  and  demand  in  different  orientations,  if  the  house  has  its 
capturing façade towards the east, the low‐incidence solar incidence in the mornings of cold months 
contributes to reducing the energy demand for heating. 
3.2. Potential of BIPV and BIPVTa technologies jointly 
The combination of BIPV technology with hybrid BIPVTa system allows heat recovery in air for 
thermal and electrical supply. It is planned to install the hybrid collectors only in the upper roof façade, 
since the demand is widely covered with the energy captured in this part; on the other hand, ventilation 
of  PV  cells  should  be  implemented  in  roof  to  cool  the  panel  [29].  The  thermal  production  is  not 
considered  during  the  average  day  of  sunny  months  because  there  are  normally  no  demands  for 
heating in this season, although there is a possibility of contribution for domestic hot water. 
3.3. Potential of BIPV and BISTw technologies jointly 
The  integration  BIPV  and  BISTw  collectors  are  consider  jointly,  with  the  thermal  efficiency  of 
BISTw technology taken from Wunder CLS 1808 Solimpeks@ as described previously. The number of 
collectors  is  established  avoiding  thermal  surpluses,  whose  limitation  is  the  maximum  supply  in 
summer days for DHW. Due to the low slope of the roof, the aforementioned condition is achieved 
with  two  BISTw  and,  consequently,  there  is  surface  for  52  BIPV  panels.  On  annual  performance, 
considering a total simulated demand of 8,154.5 kWh and a thermal and electrical production of 15,361 
kWh,  a  production‐demand  ratio  of  188.4%  is  observed.  The  electrical  surpluses  would  allow  the 
circulation of an average electric vehicle for a 43,000 km route during a year. To reach the Powerhouse 
standard, this house must not content over 1,556.4 Gj in the construction and demolition. 

Figure 2. BIPVa + BISTw+BIPV technologies in the house studied (own elaboration) 
285
ZEMCH 2019 International Conference l Seoul, Korea