深圳市光伏幕墻技術(shù)性能與技術(shù)應(yīng)用的研究.pdf

1、隨著化石能源的日趨短缺及由此引發(fā)的一系列社會、環(huán)境問題日益突出,世界各國十分重視對可再生能源的開發(fā)與應(yīng)用,其中光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)已逐漸成為建筑領(lǐng)域太陽能光電利用技術(shù)的一種重要應(yīng)用形式。光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)不僅可為建筑提供綠色電力,為建筑用能開源節(jié)流,同時在夏季又可為建筑起到遮陽、隔熱及降低能耗的作用。深圳市經(jīng)濟水平較高,人口密集,電力需求大;同時深圳地處夏熱冬暖地區(qū),太陽輻射資源十分豐富。因此,針對深圳市的氣候特征和建筑特點對深圳市光伏幕墻的

2、技術(shù)性能及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用問題進行研究,對于推進深圳地區(qū)太陽能光電技術(shù)的應(yīng)用,促進該地區(qū)新能源開發(fā)和建筑節(jié)能、環(huán)保事業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展,具有較重要的理論意義和應(yīng)用價值。本論文依托深圳市建筑科學(xué)研究院“太陽能建筑一體化”的科研項目,圍繞深圳地區(qū)光伏幕墻技術(shù)的應(yīng)用,通過數(shù)學(xué)模型的理論分析、實際工程的實驗測試和軟件模擬相結(jié)合,主要開展了以下幾方面研究工作,并相應(yīng)獲得一些研究成果:①通過實測和軟件模擬相結(jié)合,從深圳地區(qū)全年的太陽輻射分布、發(fā)電總量、光伏系

3、統(tǒng)效率等方面深入研究光伏幕墻系統(tǒng)的發(fā)電性能及其影響因素,得出符合深圳地區(qū)地域特性的光伏幕墻建筑立面、光伏組件及光伏系統(tǒng)的選擇方法。②通過實測和理論計算相結(jié)合深入研究光伏幕墻遮陽、隔熱等熱工性能。根據(jù)對光伏幕墻的傳熱分析,導(dǎo)出了光伏幕墻系統(tǒng)中建筑墻體外表面處室外空氣綜合溫度的計算方法,通過研究判明,光伏幕墻系統(tǒng)中的光伏組件可處的室外空氣綜合溫度,明顯地減少因建筑墻體得熱所形成的室內(nèi)空調(diào)冷負荷,節(jié)能效果顯著。③以工程案例實驗測試為基礎(chǔ),應(yīng)用

4、CFD模擬軟件針對不同結(jié)構(gòu)形式的光伏幕墻的熱環(huán)境進行數(shù)值模擬計算,得到不同結(jié)構(gòu)光伏幕墻通道內(nèi)的氣流組織、溫度場以及速度場的分布情況;并應(yīng)用正交實驗的方法,研究幕墻的寬度、高度、通風口的尺寸以及光伏組件的透光率對光伏幕墻通道內(nèi)通風量和熱環(huán)境的影響規(guī)律,從而為深圳市光伏幕墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計及其與建筑的集成設(shè)計提供技術(shù)依據(jù)。④提出對光伏幕墻應(yīng)用效益進行綜合分析的思路與框架。光伏幕墻系統(tǒng)性能會受眾多因素的影響和制約,它不僅帶來電力輸出,還會帶來社