太阳能光伏建筑一体化系统设计与研究

  太阳能光伏建筑一体化系统设计与研究  Summary：当前中国的能源消费结构仍然以矿物能源为主。我国的能源利用率低，碳化程度高，环境污染严重。目前，我国的能源消费结构、提高能源利用效率、发展水电、核能、太阳能等可再生能源已经成为我国可持续发展的重要力量。作为世界上最大的能源消耗大国，减少矿物能源的消耗，扩大能源使用途径，是实现我国可持续发展战略的重要内容。中国的光伏行业在最近几年得到了快速的发展。大规模建设太阳能发电，是一种高质量的可再生能源，它既能有效地降低建筑能耗，又能促进太阳能发电行业的消化，从而促进行业的健康发展。Keys：太阳能光伏；建筑一体化系统；设计；研究建筑业是国民经济的重要支柱行业，对推动国民经济的发展起到了很大的推动作用，但同时也造成了大量的能源消耗。世界上40%的能源和16%的水都被用在了各种各样的建筑上，而世界上的二氧化碳排放则占到了世界上的一半。从而使我国的能源消费结构得到优化，提高了能源利用效率，促进了水电、核能、太阳能等可再生能源的发展。太阳能是一种清洁、安全、资源丰富、经济效益显著的可再生能源。这是一种有效的能源消耗方式，是实现“零能源”乃至“生产能力住宅”的唯一方法。1太阳能光伏系统建筑一体化优势1.1节约用地，便于安装太阳能并网系统中的光伏组件通常都是安装在建筑物的顶部或周边墙壁上，而不需要额外的空间和其他设备。特别适合在北京，杭州，深圳这样的高地价地区。因为太阳能板是模块化的，所以安装起来很容易，而且可以根据负荷的功率来决定其安装能力。1.2减少投资，供电可靠根据实际情况，就地发电，在一定范围内降低电厂的输电网投资。在并网的太阳能系统中，太阳能电池阵列所提供的电能不仅可以被用来建造，也可以被存储到电池或者被输送到电网中。在雨天、夜间或光线较弱的情况下，可以通过蓄电池和电力网来提供电力。在高温的夏天，由于光照强烈，就等于用了很多的空调，造成了电力系统的耗电高峰。但是在这个时期，太阳能和光电系统的功率达到了顶峰。除了保证建筑负载所需的电能，系统还能为电网提供动力，减轻对电力的高峰需求。太阳能电池阵列与电力网结合起来，增加了电力供应的可靠性。1.3节约能源，净化空气太阳能光电板是一种可用于建筑及其他维修设施的屋面或墙体，它可以将太阳能转化为电力，从而降低室外的整体气温，从而减少室内空调的制冷负荷，从而达到节能、改善室内环境的目的。1.4增效规模，降低成本将太阳能光电阵列置于建筑物的屋顶或外部维修结构上，并将部分建材换成太阳能板，这将推动隐形光电装置的大量生产，进而使其市场售价进一步下降。随着太阳能电池技术的发展，太阳能电池的产能将会不断增长，从而在一定程度上减少太阳能电池的成本，从而促进太阳能电池的进一步普及和应用，在市场上有着很大的发展空间。2太阳能光伏建筑一体化系统设计研究2.1设计条件2.1.1气候条件BIPV的光电转换效率除了受到建筑物纬度、日照时数、太阳辐射密度等因素的制约外，还受到工作环境温度、空气对流速度等因素的制约。充分的光照和光照是太阳能发电系统稳定运行的先决条件；在太阳能光伏发电中，气温、降雨对其产生的影响最大；随着太阳高度角度的增大，其辐射强度也随之增大；年平均太阳辐射总量由赤道向下递减，而纬度则是正午太阳的高度和长度；随着大气的透明度增加，地表接受更多的太阳辐射，而随着海拔的升高，空气的透明度也随之提高；如果温度太高，将会导致光伏系统的发电效率下降。通常，25摄氏度是最好的；环境风速会影响太阳能电池的散热及灰尘的排放，从而对发电效率产生一定的影响。2.1.2建筑条件BIPV的总体设计、设备布置、连接方式及细节构造都要以施工环境为主要考量。BIPV体系是由建筑自身的建筑形态和建筑的审美原理所决定的，而建筑的构造方式决定了太阳能电池板与建筑部件之间的一体化，以保证其安全性。在城市，由于密集的人口和密集的建筑，建筑之间的互相遮挡是不可避免的。在常规的单晶硅、多晶硅光伏系统中，由于遮蔽区域较小，会导致发电效率下降。由于受阴影的影响，传统的太阳能光伏系统不但无法利用遮蔽板所产生的电能，而且也无法与遮蔽板连接的太阳能电池板产生电能。太阳能电池阵列的周围必须尽量与其他建筑保持距离。所以，必须事先充分考虑到建筑物对太阳能电池阵列的影响，合理布局太阳能电池板。2.2系统选型2.2.1独立光伏发电系统单独的光电系统仅由太阳能电池提供动力，只有光伏阵列在日光照射下所产生的电能。我国目前国内电力网不能接入的地方，但其供电可靠性受到外界因素的影响，不能保证电力的稳定。最简便的方式是不需要储存能量的直接连接。采用太阳能电力系统，通信信号电源，太阳能路灯，太阳能路灯等，太阳能利用受到自然、气候等因素的制约，可以采用风力发电机、光发电机、柴油发电机等发电系统。太阳能光伏发电的总体能量利用率较低，电力供应的可靠性、稳定性较差。电池必须能够稳定电力网的电压，使电力与负荷之间的平衡。除独立的太阳能发电系统之外，并网的太阳能光伏系统正逐渐得到发展和推广。2.2.2并网光伏发电系统并网的光伏发电系统是由并网的逆变器连接到电网上的。太阳能发电系统所发电的电力可以被传送至电力网，用于辅助分配，如提供局部负载或调峰。相对于单独的太阳能发电，并网的太阳能发电系统有很多优势。首先，能有效地解决负荷电源的稳定性、电源品质问题；其次，太阳能发电系统能在最高效率下工作，发电后的剩余电能被电网吸收；最后，由于不使用电池作能量储存装置，可降低充电、放电时的损耗，避免因使用电池而产生的维修费用及对环境的污染。光伏并网系统主要包括光伏电池阵列、逆变器、控制器等。该逆变器把由光电板所生成的直流电转变成AC；该控制器控制光电板最大功率点追踪，并控制与电网相连的电流波形及电力，从而使向电网输送的电力与光电装置的最大功率均衡。典型的光伏并网体系结构图由光伏阵列、DC-DC变换器、逆变器、整合式继电器组成。继电保护是保障光伏发电及电力网络安全的重要保障。2.3整体设计2.3.1光伏屋顶太阳能光伏板是一种常用的太阳能发电系统。大楼的顶部是敞开的，这样可以极大地降低太阳能电池板的遮挡。太阳能光伏板的采光不受建筑方位的影响。太阳能电池板长期接受光照，并具有均匀的辐射。在太阳能和建筑物之间，屋顶是一个非常好的地方。因为屋顶的位置一般不显眼，所以人们对太阳能电池的需求主要集中在太阳能电池板的发电能力上，因此，它的可视化程度就会下降。在建筑屋顶安装BIPV系统时，太阳能电池的耐水性、抗压性、透光性等特性都有相当高的要求。2.3.2光伏遮阳板为了给人们创造一个良好的室内活动环境，既要保证夏季的良好的光照，又要尽量降低从窗外射入的阳光，从而降低建筑物的空气调节能力，冬天要尽量吸收阳光，增加室内的气温。遮光设备是实现以上功能的关键。若能将遮阳设备与太阳能发电技术结合起来，就可以达到发电、遮阳、装饰等功能的和谐统一，促进新能源、功能与艺术的完美融合。3结语能源是人类社会发展的基础，也是经济技术发展的基础。由于矿物资源的持续开发，世界上的石油储备每年都在下降，并有可能出现耗尽的危险。虽然中国国土面积大，但是它的能源储量却很低。另外，由于矿物能源的过度利用，对环境造成了很大的影响。因此，寻求新的可再生能源取代传统的矿物能源，使其结构得到最优化，成为当务之急。太阳能是一种安全、清洁的可再生能源，它是一种近乎完美的解决办法。建筑节能与节能减排是一种行之有效的方法。同时，也能有效地推动我国光伏行业的发展，实现能源结构的优化。Reference：[1]闫晓丽.太阳能光伏建筑一体化系统 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 体系研究[D].北京建筑大学,2019.[2]郑钧曦,赵丽.太阳能光伏建筑一体化系统应用分析[J].现代建筑电气,2017,8(04):53-55+66.[3]梁盼.太阳能光伏发电建筑一体化系统设计与研究[D].河南农业大学,2016. - 全文 企业安全文化建设方案企业安全文化建设导则安全文明施工及保证措施创建安全文明校园实施方案创建安全文明工地监理工作情况 完-