光伏屋頂遮陽(yáng)與供電綜合節(jié)能研究.pdf

1、太陽(yáng)能作為一種重要的可再生能源，其光熱光伏利用對(duì)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(lái)越普遍，其中以光伏屋頂最為常見(jiàn)。附加光伏屋頂主要會(huì)帶來(lái)遮陽(yáng)、供電兩種節(jié)能機(jī)理，對(duì)建筑能耗產(chǎn)生“節(jié)流開(kāi)源”兩方面影響：1）遮陽(yáng)作用：普通屋頂熱邊界上主要有太陽(yáng)輻射得量及屋頂長(zhǎng)波輻射散熱“一進(jìn)一出”兩項(xiàng)輻射熱流，附加光伏組件后，會(huì)因其自身光電光熱特性，對(duì)這一進(jìn)一出兩項(xiàng)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(xiàng)新的輻射熱流；2）供電作用：光伏組件吸收太陽(yáng)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(yáng)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(duì)附加光伏屋頂供電與遮陽(yáng)綜合節(jié)能展開(kāi)研究，分析附加光伏屋頂?shù)臒犭姽?jié)能機(jī)理，將其統(tǒng)一為屋頂邊界條件并進(jìn)行分析簡(jiǎn)化；討論遮陽(yáng)對(duì)入射太陽(yáng)輻射、屋頂長(zhǎng)波輻射及與背板間輻射換熱的影響；建立發(fā)電模型對(duì)光伏陣列供電量進(jìn)行分析；針對(duì)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(shí)間系數(shù)，對(duì)通過(guò)附加光伏屋頂?shù)牡脽崃浚釗p失）及其帶來(lái)的冷熱負(fù)荷進(jìn)行分析；綜合遮陽(yáng)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?duì)比實(shí)驗(yàn)臺(tái)，將理論模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)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(zhǔn)確；基于建筑熱工分區(qū)與太陽(yáng)能資源等級(jí)，選取典型城市，對(duì)附加光伏屋頂?shù)赜蚣竟?jié)差異性進(jìn)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：
　　①屋頂附加光伏組件后，熱響應(yīng)存在地域季節(jié)差異。太陽(yáng)能資源達(dá)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(yáng)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(qiáng)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?fù)荷均有所降低；而在晝夜溫差小且平均溫度高的地區(qū)，