光伏建筑一体化光伏幕墙体系与经济性研究

在当今全球能源转型的大背景下,建筑行业作为主要能源消费领域,其能源消费模式的革新对于实现国家层面的可持续发展目标至关重要。鉴于此,显著削减建筑领域对化石燃料的依赖,并积极拓宽可再生能源的利用渠道,成为了推动绿色建筑革命的重要策略。光伏建筑一体化(BIPV)技术,作为一种将高效光伏发电系统与现代化建筑设计、建造工艺深度融合的创新实践,不仅展现了太阳能这一清洁、可再生资源的巨大应用潜力,而且也预示着未来建筑领域在能源自给自足方面广阔的发展蓝图。为了探究光伏建筑一体化的现状,文章对光伏建筑一体化的背景及常用的应用场景进行研究,通过案例分析光伏幕墙增量成本,并采用静态投资回收期和效益费用比两个参数对薄膜类光伏幕墙、晶硅类光伏幕墙、薄膜类光伏采光顶三种光伏方案的经济性进行分析,为后续光伏建筑一体化中光伏幕墙的经济性提供参考。

考虑设备风险和风光不确定性的园区综合能源随机优化运行

综合能源系统因其能源梯级利用的高效性被广泛应用,而在运行过程中各设备的潜在故障风险与风光出力波动会成为系统供能稳定性的安全隐患。为此,首先基于设备负载率建立故障概率模型与设备风险模型。其次针对风光出力的不确定性采取蒙特卡洛采样法生成典型场景,建立考虑设备风险与风光不确定性的综合能源多目标随机优化模型,运用分段线性化、宽容分层序列法将该模型处理为混合整数模型。最后,通过算例仿真表明:所提优化模型能够兼顾运行风险与经济成本,相较于传统经济调度,在总成本仅上升了9.6%时、设备风险降低了79.3%,证明了模型的经济性与安全性。

太阳能光伏建筑一体化研究现状综述

在能源日益枯竭和环境污染日益严重的今天,发展绿色环保的可再生能源技术已是全世界的当务之急,光伏建筑一体化就是目前最有前景的一种合理利用太阳能的可再生能源技术,符合绿色建筑的发展趋势,已受到各国工程界的普遍关注。首先介绍了光伏发电原理、光伏电池常见种类,随后介绍了光伏模块的一般冷却方式,重点介绍了光伏建筑一体化的实现方式,最后简单介绍了国内外光伏建筑一体化应用现状及前景展望,并对今后需要重点研究的问题提出了相关建议。

一种太阳能隔热墙体的实验研究

将太阳能光伏发电方阵、热电热泵与建筑有机结合，构建一种具有环境自适应功能的建筑-光伏-热电一体化（BIPVTE）墙体系统。测试不同倾斜角度、不同太阳辐照度下新型墙体的隔热性。结果表明：新型墙体的隔热性能随太阳辐照度增强而更好；试验期间隔热墙体内表面温度平均低于室内砖墙温度6-8oC，说明该文所建立新型隔热墙体的隔热性能较好。

光电幕墙技术在太阳能建筑一体化中的应用研究

简述了光电幕墙技术的国内外现状、系统工作原理及结构特点,分析了光电幕墙的性能指标、设计选用、施工安装等环节的技术要点,并以天津地区的光照条件为例进行了经济性分析,指出该技术在我国既有建筑节能领域的推广具有良好的经济效益和广阔的应用前景。

太阳能光伏建筑一体化

从当前世界金融危机促进太阳能光伏建筑一体化发展入手,论述太阳能光伏建筑一体化的定义、原理、类型、方式、特点和要求;列举了一些国内外实例;证明光伏建筑一体化太阳能将成为功效最佳、价格最低廉的替代新能源。

光伏建筑一体化技术的应用与创新

太阳能玻璃幕墙采用并网发电方式是未来光伏行业的发展方向之一,由英利设计并承建的0.3MWBIPV项目——电谷锦江国际酒店,建成后预计年发电量约26万kW·h,是国家建设部和财政部可再生能源示范项目。该项目采用先进的光伏技术实现了太阳能全玻组件与幕墙结构的合理构建,采用尖端的应用系统原理实现了呼吸式幕墙与太阳能光伏发电的完美匹配,采用创新的设计理念实现了太阳能玻璃幕墙与五星级酒店的经典结合,在技术应用、系统原理、设计理念等方面都取得突破,在光伏行业和建筑行业均产生了深远的意义。

太阳能光伏光热建筑一体化系统的研究

太阳能光伏光热一体化不仅能够有效降低光伏组件的温度,提高光伏发电效率,而且能够产生热能,从而大大提高了太阳能的转换效率。对光伏光热建筑一体化(BIPV/T)系统的两种主要模式:水冷却型和空气冷却型系统的工作原理和系统模型进行了理论介绍,详细说明了两种系统中热产品在家庭中的应用。并对目前研究情况下两个系统中存在的问题提出了改进方案。与常规建筑相比,光伏光热建筑减少了墙体得热,改善了室内空调负荷状况,提高了建筑节能效果。

与建筑一体化的墙体型太阳能集热器

为了解决太阳能供暖设备与建筑一体化问题,发明了"与建筑一体化的墙体型太阳能集热器",并试制实物样机.该集热器的采光面是由上下呈锯齿形的不锈钢波纹(三角形)板的大面组成,将透明的三角形波纹板敷设在不锈钢波纹板之上并保持一定间距,再通过塑钢方框进行组装密封,制成墙体型太阳能集热器.工作时,采光面将吸收的热量传导给三角形腔体内的液体工质使之汽化,蒸汽通过保温换热水箱内部的冷凝管凝结为液体,回流到集热器的三角形腔体内如此反复,实现了集热和换热的自循环.试验表明:该集热器不仅提高了热效率,而且还替代了部分墙体.应用该集热器可以实现太阳能与建筑一体化.

便携式太阳电池特性参数获取系统

为了快速以及准确地获取太阳电池的特性参数(包括光生电流、反向饱和电流、二极管理想因子、串联电阻、并联电阻、短路电流、开路电压、最大输出功率、最佳工作电压、最佳工作电流和填充因子等11个参数),研制了一套由太阳模拟器模块、控制及处理模块、电子负载模块、信号采集模块、按键模块和显示模块6个部分构成的测试系统.该系统的主要特点在于,依次采用程控恒流型和恒压型电子负载以及变频采样技术,实现太阳电池电流与电压信号高精度测量;集成太阳电池参数解析提取算法进入数字信号处理芯片,实现便携式提取电池光生电流等参数.对不同光强下单晶硅太阳电池的测量以及数据拟合,获取了11个特性参数;并得到拟合曲线中电流最大均方误差小于0.006A,证实参数获取是正确的.

太阳能光伏建筑一体化(续2)

（上接2009年第10期第937页）4．9武汉日新科技光伏工业园光伏建筑一体化并网电站 武汉日新科技光伏工业园是目前中国最大的太阳能光伏建筑一体化（BIPV）并网发电综合示范园区和产业化基地。项目位于武汉东湖开发区日新科技光伏工业园，总投资6605万元，设计规模1．2～1．4MW．年发电量160～180万kW·h，相当于节约标准煤648t，减排二氧化碳1697．76t，二氧化硫38．88t。

钢结构住宅太阳能光伏一体化融合技术的研究

为了加快发展低碳经济,实现经济发展模式转型,大力推进太阳能光伏发电技术是必然的选择.在工业建筑太阳能光伏一体化技术应用的基础上,进行了钢结构住宅太阳能光伏一体化融合设计研究,探索了太阳能光伏组件与钢结构住宅部品的融合形式,将太阳能光伏绿色发电技术作为建筑室内照明、空调和采暖等系统的重要电力补充.太阳能光伏一体化融合技术应用,对于推进绿色建筑的发展,解决电力紧张局面,缓解环保压力,起到积极的作用.

太阳能与山西农村住宅建筑一体化的初步设计

通过分析山西农村的自然条件、人文环境和建筑技术因素,优化太阳能资源应用方式,研究太阳能与山西农村住宅建筑一体化初步设计的建筑朝向、造型和窗墙面积比。利用太阳能可再生资源,减少环境污染,推进生态文明建设。

营房太阳能一体化设计

通过对普通建筑太阳能一体化设计技术措施的研究,自技术与建筑美学的角度,从太阳能与营房构件、太阳能与营房设备两方面分析太阳能一体化设计与部队营房的结合方式,探讨太阳能一体化与部队营房系统集成的模式和形态,提出营房太阳能一体化设计的构想。该构想的实现可弥补边远营区传统能源不足的缺口,改善营区环境,提高官兵的生活质量和训练水平,并有助于节能减排和保护自然生态环境。

寒冷地区太阳能采暖波纹集热装置研究与应用

提出一种新型高效波纹墙体集热器,利用窗间墙制作集热装置,只集热、不蓄热,日照40min后就可使集热装置与室内形成温差,加速对流换热使室内获得更多热量,通过使用和测试取得良好的运行效果。采用新高效波纹集热器装置所收集的热能基本可满足我国寒冷地区院校、办公场所冬季白天采暖热负荷的需要。

用于玻璃幕墙的透射式太阳能聚光系统研究

提出一种用于玻璃幕墙的新型透射式聚光系统,利用光学软件模拟不同入射角下系统的聚光特性,分析微小聚光单元壁厚变化对聚光系统性能的影响,并与实体结构及梯形结构的聚光系统进行对比。仿真结果表明,该系统在入射角较小时接收率较高,入射角较大时透射率较高;且与其他结构相比该特点更加明显。根据仿真结果加工实验样件,选择一典型晴朗天气进行测试,实验结果与仿真结果具有很好的一致性,该系统在正午出现透射率最低值28.2%,而在09:40之前及15:40之后,透射率都能超过55%。结果表明,基于新型透射式聚光系统的玻璃幕墙系统可很好地实现控光功能,并能将能量进一步利用,应用前景广阔。

SI住宅体系下的墙体设计研究

该文首先介绍SI住宅体系及其发展,以及推行SI住宅体系的重要意义,在此基础上提出SI住宅体系下的住宅墙体设计方法,以便能够从设计端开始引导住宅产业化的发展。

空气源热泵换热器与岗亭壁体一体化供暖性能

设计一种由太阳能供电、空气源热泵换热器与亭壁一体化的供暖岗亭.首先,建立一体化岗亭设备模型,并采用Matlab语言编制仿真程序,对岗亭进行性能模拟;然后,选取太原某日工况,对岗亭模型进行实验验证,并对其供暖季性能进行分析.结果表明:亭壁蒸发器吸收室内外两侧空气热量、得热量比相同条件下,常规风冷蒸发器高31.41%;供暖季系统性能系数(COP)为3.22~4.96,平均COP值为4.18,高于常规风冷热泵,节能效果良好;供暖季太阳能发电量可满足岗亭热泵压缩机耗电量需求,证明岗亭可实现供暖零能耗.

天津某光伏玻璃幕墙实例介绍与分析

光伏建筑一体化(BIPV)实现了建筑造型、采光、太阳能利用、发电的和谐统一,得到了国家的大力支持。天津某能源站利用其自身优势,在屋顶、西南立面建造了容量为66.616 k W的光伏幕墙,选取系统运行监测数据,对运行性能进行分析。分析得到系统在外界空气粉尘、油渍颗粒、风力、天气情况等因素的影响下,即使发电量低于设计工况,仍具有较好的经济及环境效益。因此,光伏建筑一体化具有较好的应用前景,该项目可为今后类似项目的设计与运行提供参考。

太阳能光伏玻璃幕墙技术与应用简介

强调了太阳能在能源匮乏的今天的重要性,介绍了太阳能光伏玻璃幕墙的基本原理,分析了光伏玻璃幕墙的开发与应用的情况,指出太阳能光伏玻璃幕墙这类绿色节能产品在能源日趋紧张的未来将会有更大的发展空间。