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文檔簡介
1、太陽能作為一種重要的可再生能源,其光熱光伏利用對降低建筑能耗起著重要的作用。隨著光伏技術(shù)的發(fā)展成熟,光伏組件與建筑的結(jié)合越來越普遍,其中以光伏屋頂最為常見。附加光伏屋頂主要會帶來遮陽、供電兩種節(jié)能機理,對建筑能耗產(chǎn)生“節(jié)流開源”兩方面影響:1)遮陽作用:普通屋頂熱邊界上主要有太陽輻射得量及屋頂長波輻射散熱“一進一出”兩項輻射熱流,附加光伏組件后,會因其自身光電光熱特性,對這一進一出兩項輻射熱產(chǎn)生一定程度的削減并引入光伏組件背板與屋頂輻射
2、換熱這一項新的輻射熱流;2)供電作用:光伏組件吸收太陽光能轉(zhuǎn)換為電能提供給建筑自身,減少額外供能需求。因此,綜合考慮遮陽與供電增益,屋頂由建筑用能端變成建筑供能端,其用能體系發(fā)生巨大變化。
本文針對附加光伏屋頂供電與遮陽綜合節(jié)能展開研究,分析附加光伏屋頂?shù)臒犭姽?jié)能機理,將其統(tǒng)一為屋頂邊界條件并進行分析簡化;討論遮陽對入射太陽輻射、屋頂長波輻射及與背板間輻射換熱的影響;建立發(fā)電模型對光伏陣列供電量進行分析;針對居住建筑,結(jié)合屋頂
3、傳熱方程,以綜合溫度作為熱邊界條件,利用周期反應(yīng)系數(shù)和輻射時間系數(shù),對通過附加光伏屋頂?shù)牡脽崃浚釗p失)及其帶來的冷熱負荷進行分析;綜合遮陽供電影響,提出附加光伏屋頂熱電綜合節(jié)能效率理論;建立了附加光伏屋頂和普通屋頂?shù)膶Ρ葘嶒炁_,將理論模擬結(jié)果和實驗測試數(shù)據(jù)進行對比,結(jié)果表明所提出的附加光伏屋頂熱性能分析方法較為準確;基于建筑熱工分區(qū)與太陽能資源等級,選取典型城市,對附加光伏屋頂?shù)赜蚣竟?jié)差異性進行分析,得出了附加光伏屋頂?shù)倪m應(yīng)性規(guī)律。以
4、上研究得到如下主要結(jié)論:
?、傥蓓敻郊庸夥M件后,熱響應(yīng)存在地域季節(jié)差異。太陽能資源達到IV區(qū)以上的地區(qū),架空式光伏屋頂外表面溫度在晝間低于普通屋頂,夜間高于普通屋頂;在太陽能資源弱于IV區(qū)的地區(qū),架空附加光伏屋頂溫度晝夜均高于普通屋頂。
②附加光伏屋頂?shù)脽嵬瑯哟嬖诘赜?、季?jié)上的差異。夏季,在晝夜溫差大、日照輻射強的地區(qū),屋面附加架空式光伏組件后,居住建筑屋頂?shù)脽崃亢屠湄摵删兴档停欢跁円箿夭钚∏移骄鶞囟雀叩牡貐^(qū),
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