严寒地区光伏复合墙体冬季主被动热利用模式研究

光伏复合墙体是光伏建筑一体化(BIPV)的应用形式之一,凭借其特殊的构造体系,具有冬季保温、夏季隔热的性能.基于沈阳地区实验装置的监测数据,研究光伏复合墙体冬季温度变化规律,通过实测和模拟,量化了主被动两种热利用方式的供热量和供热效率.冬季太阳直射条件下,南墙光伏组件的温度可达到45~55℃,空气间层温度可达到35~45℃.在被动模式下,光伏复合墙体内的空气与室内空气自然循环,适用于空气间层温度高于30℃工况,基于对比实验装置,发现相对于未使用光伏复合墙体的B建筑,应用光伏复合墙体内循环模式的A建筑可节约36%采暖能耗,模拟发现在立冬日的供热效率为14%.在主动模式下,光伏复合墙体与新风机结合,新风机启停受控于空气间层温度,启动温度为30℃,停止温度为28℃,实际应用于沈阳某办公建筑,光伏复合墙体面积为8.64 m 2.实测结果表明11月、2月和3月光伏复合墙体的新风机每日工作时间平均为5 h,供热效率约为22%,供热量为17.8 MJ,单位面积日均供热量为2.1 MJ/(m^(2)·d).

严寒地区铜铟镓硒光伏建筑一体化应用

评委点评作品考虑到光伏组件的发电效率需要,在建筑立面上做了一个倾斜角使得立面和墙体一体化,结合光伏组件背面散热的需要,使该一体化的光伏墙体变成局部通风的光伏幕墙。在冬季充分利用光伏组件背面产生的热对室内进行温度调节,同时也呈现出较好的建筑形态。设计者对光伏组件本身的特性有一定的了解和研究,也积极地运用了这些特性结合建筑设计做了一体化的思考和探索。

CIGS光伏墙体散热及热利用的CFD模拟研究

针对严寒地区光伏建筑的空调房间,在建筑南向外墙采用密闭的光伏板-空腔-墙体的方式(CIGS光伏墙体),提出了夏季外循环、冬季新风加热循环和冬季内循环3种运行模式,从基本原理出发利用CFD技术进行分析。结果表明,光伏空腔墙体具有良好的保温特性,在夏季和冬季均能有效起到降低房间负荷的作用。