太陽能光伏發(fā)電與建筑智能遮陽一體化的研究與設(shè)計.pdf

1、光伏發(fā)電與建筑相結(jié)合(BIPV)是光伏發(fā)電大規(guī)模推廣應用的重要發(fā)展方向，而與建筑遮陽相結(jié)合是其主要實現(xiàn)形式之一，對于節(jié)約建筑能耗、改善室內(nèi)環(huán)境及以可再生能源替代傳統(tǒng)石化能源等具有重要意義。 目前對建筑遮陽的研究大多從建筑學的角度來進行，缺乏全面的、系統(tǒng)的具備工程指導意義的研究。一般僅以傳統(tǒng)的單片遮陽板為研究對象進行理論分析，對以百葉形式為代表的現(xiàn)代遮陽技術(shù)的理論分析及具體的系統(tǒng)設(shè)計、制造、安裝研究很少，特別是對代表遮陽發(fā)展趨勢的

2、智能控制遮陽系統(tǒng)的研究更是少見，與現(xiàn)代建筑遮陽的發(fā)展要求有一定的差距。而作為新生的概念，光伏發(fā)電與遮陽相結(jié)合的研究才剛剛起步。 針對目前的研究狀況及市場需求，本文系統(tǒng)地進行了理論方面的分析，設(shè)計了一種可用于工程上的光伏-智能遮陽系統(tǒng)，既有智能遮陽功能又具備光伏發(fā)電能力。主要完成了如下工作： 1.系統(tǒng)分析了遮陽、光伏發(fā)電原理，全面闡述了工程應用中需涉及到的材料、安裝與布置方式、可調(diào)性、葉片角度與遮陽系數(shù)問題。探討了光伏-遮

3、陽葉片封裝方法、遮陽效率與發(fā)電效率關(guān)系問題。這些分析、探討的內(nèi)容與結(jié)論可直接指導工程的設(shè)計與應用。 2.以上述分析的內(nèi)容和結(jié)論為指導，設(shè)計了一種可用于工程上的光伏-智能遮陽系統(tǒng)。該系統(tǒng)由光伏-遮陽葉片組成陣列，可根據(jù)外界環(huán)境氣候及一年四季太陽運行的變化而自動調(diào)整葉片角度，取得符合設(shè)計要求的遮陽效率及發(fā)電量。所有葉片均由單片機集中統(tǒng)一控制，同時每列葉片又可單獨接受手動或遙控控制。單片機外接光敏電阻器測試室外光強變化，也可根據(jù)設(shè)計要

4、求外接風速及風向傳感器、煙霧傳感器、雨雪傳感器等組成微氣候站，為葉片運行提供輸入信號。葉片由直流線性電機驅(qū)動，采用開環(huán)控制，通過調(diào)節(jié)運行時間來控制葉片角度。光伏陣列所產(chǎn)生的電能可為電機執(zhí)行器提供電力，并可組成獨立供電系統(tǒng)為其他設(shè)備供電，條件允許時可直接并入電網(wǎng)。設(shè)計包含四個部分：支撐結(jié)構(gòu)及遮陽板(葉片)設(shè)計、電機及傳動機構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計、光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計。 3.分析了由于葉片之間在一些時間內(nèi)存在相互遮擋現(xiàn)象所造成的電池間失配