光伏建筑立面太陽電池組件反射光增強系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著人們對能源危機與環(huán)境問題的日益關(guān)注，以清潔、可再生的太陽能為能源的光伏建筑一體化(BIPV)系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用吸引了世界各國廣泛關(guān)注。當光伏組件與建筑立面結(jié)合時，由于不能選擇最佳安裝傾角，光伏組件經(jīng)常處于較低的光照度，沒有充分發(fā)揮電池組件的發(fā)電能力，延長了經(jīng)濟回收周期。本文針對建筑立面的電池組件設(shè)計了反射光增強系統(tǒng)，增強太陽電池的光照強度，提高了電池的利用率。研究的具體內(nèi)容包括：
　　 1、分析了太陽的運行規(guī)律并確定計算太陽輻

2、射的各種參數(shù)。對不同緯度地區(qū)豎直平面的輻射能量進行了數(shù)值計算。在不考慮大氣影響時，豎直平面的年輻射量隨緯度的增加而增加，緯度為60°N時，年輻射量達到最大，之后開始下降；當考慮大氣影響時，豎直平面的年輻射量同樣隨緯度的增加而增加，緯度為47°N時達到最大，之后開始下降。
　　 2、利用蒙特卡洛方法和光線追蹤方法針對不同緯度地區(qū)設(shè)計了單片平面鏡光反射增強系統(tǒng)，并模式搜索算法對系統(tǒng)參數(shù)進行了優(yōu)化。在47°N地區(qū)，優(yōu)化后，電池表面的年

3、光輻射總能量是緯度角擺放的1.68倍，是垂直擺放的2.42倍，窗口高度是電池寬度的4.8倍。在40°N地區(qū)，優(yōu)化后，電池表面的年光輻射總能量是緯度角擺放的1.71倍，是垂直擺放的2.78倍，窗口高度是電池寬度的7.0倍。隨著緯度的降低，窗口高度迅速增加，因此在低緯度地區(qū)要進行綜合改進。改進后，40°N地區(qū)窗口高度由7.0倍減小到5.1倍，減小了27.2％，而年輻射量減小比例為3.6%。
　　 3、在單片平面鏡的基礎(chǔ)上設(shè)計了兩塊平

4、面鏡系統(tǒng)并進行了優(yōu)化。在40°N地區(qū)，窗口高度保持在電池寬度的5.1倍，系統(tǒng)優(yōu)化后電池表面的年光輻射總能量是緯度角擺放的1.78倍，是垂直擺放的2.88倍，與單片平面鏡系統(tǒng)相比年輻射量提高了7.8%。
　　 4、設(shè)計了曲面反射鏡光增強系統(tǒng)，其中包括二次曲面和三次曲面。曲面反射鏡系統(tǒng)在春、秋分前后光輻射量有較大的提高，而在冬至前后光輻射基本沒有增加，經(jīng)過計算，曲面反射鏡與兩塊平面反射鏡全年輻射總量差別不大。
　　 5、針對