规模从单个结构到社区和整个城市的新模型表明，如果太阳能技术完全集成到屋顶、墙壁和窗户中，墨尔本市的建筑物可以提供 74% 的电力需求。

该研究发表在《太阳能》杂志上，由莫纳什大学 ARC 激子科学卓越中心的成员以及里斯本大学的合作者领导，是世界上第一个对可行性进行建模的研究和窗户集成光伏以及其他太阳能技术在城市范围内的影响。

结果表明，仅在整个城市全面采用现有的屋顶光伏技术就可以从根本上改变墨尔本的碳足迹，显着减少其对燃烧化石燃料产生的电网电力的依赖。

通过在建筑立面上广泛部署新兴的高效“太阳能窗”和光伏技术，可以获得进一步的收益。

研究人员希望通过使用他们开发的模型，政策制定者、能源供应商、建筑公司和建筑业主将能够优化新结构和现有结构的光伏潜力。

研究人员将墨尔本 2018 年的电力消耗与通过完全和广泛的建筑集成太阳能可能实现的电力生产进行了比较。墨尔本中央商务区的消费数据来自 Jemena、CitiPower 和 Powercor 配电公司，并通过独立的维多利亚研究机构新能源技术中心 (C4NET) 获得。

在城市规模的建模中，他们发现光伏发电可以满足墨尔本 74% 的建筑消费需求。屋顶太阳能将占该供应量的 88%，墙壁集成和窗户集成太阳能分别占 8% 和 4%。

与屋顶太阳能相比，墙壁和窗户集成太阳能技术在冬季的效率降低较少，提供更一致的全年收益和价值。

窗户集成太阳能的潜在贡献在社区范围内上升到 18%，反映了高建筑高度和窗户与墙壁的比例。

研究人员确定了墨尔本建筑表面的年度太阳辐射，以确定适合光伏安装的区域，同时考虑到技术限制和成本因素。

详细的建模能够模拟城市地区的入射太阳辐射和光伏潜力。必须考虑多种因素，包括遮阳系统和阳台投射的阴影的影响，以及各种太阳能技术的性能特征。

除其他技术外，还进行了相关性和线性回归分析，以确定城市形态指标与年度光伏潜力之间的相互依存关系。

研究中的总面积为墨尔本市中心37.4 km 2区域，其中 35.1km 2于 2019 年建成，主要由住宅和商业建筑组成。

结果表明，该地区的光伏潜力主要是由增加更多屋顶太阳能的可能性驱动的。

虽然整个城市都有具有高屋顶和墙壁太阳能潜力的街区，但窗户集成太阳能收益的最大潜力是在该市的高密度城市中心，例如中央商务区。

主要作者 Jacek 教授说，通过使用当今商业上可用的光伏技术，并结合未来十年墙体和窗户集成太阳能技术的预期进步，我们有可能看到我们的 CBD 在未来几十年内实现净零增长。

我们在 1920 年代开始从拉筹伯谷进口燃煤电力，以停止在现场燃烧烟雾诱导煤球为我们的 CBD 建筑物供电的做法，现在有可能一百多年后，我们可以看到一个完整的循环墨尔本的建筑物在 CBD 内恢复当地发电的时刻，但使用清洁、气候安全的技术帮助我们实现澳大利亚 2050 年净零排放目标。

合著者 Jenny Zhou 博士表示，虽然有很多政策支持新建筑的能效标准，但我们尚未看到对确保现有建筑进行改造以应对气候变化挑战的实质性回应。我们的研究提供了一个框架可以帮助决策者推进实施光伏技术，减少我们城市对破坏性化石燃料的依赖。

第一作者 Maria Panagiotidou 博士表示，在不久的将来，高效太阳能窗户的市场渗透和部署可以为减少高层建筑的碳足迹做出实质性贡献。随着世界向净零未来过渡，这些本地能源解决方案将在增加城市环境中光伏发电的倾向方面发挥关键作用。