寒冷地区光伏墙体综合传热特性的数值模拟研究

近年来BIPV项目逐渐增多,对光伏墙体的研究多以光伏组件电热性能为重点,少有结合节能墙体热工性能对不同构造光伏墙体的综合传热特性优化开展的研究。以天津地区为应用场景,分别建立符合天津市居住建筑四步节能设计技术指标的基础墙体、普通光伏墙体和嵌入保温隔热一体化板的新型光伏墙体的传热模型,采用ANSYS FLUENT软件对其温度分布、表面热流密度进行数值模拟,对模拟结果进一步分析获得不同类型墙体的传热系数和光伏组件的电性能。结果表明:较基础墙体,夏季普通光伏墙体内表面得热量可增加46.88%,冬季普通光伏墙体内表面失热量可减少5.47%;新型光伏墙体中的保温隔热层厚度宜不小于20 mm,此时,夏季新型光伏墙体内表面得热量最大可增加18.16%,冬季新型光伏墙体内表面失热量最小可减少20.07%。基于计算结果,寒冷地区的建筑外墙应用光伏组件时,散热构造措施可简化。

不同自然冷却方式对光伏墙体性能影响的理论与实验研究

对有通风流道的光伏墙体和直接贴墙无通风流道的光伏墙体的性能进行比较 ,建立了各自的数理模型 ,并在香港建立了两种不同自然冷却方式的光伏墙体的对比实验台 ,通过实验与计算结果的比较 ,结果表明在香港地区这两种自然冷却方式的光伏墙体在发电性能差异不大 ,但室内得热方面相差较大。

光伏墙体年发电性能及年得热动态预测

以香港 1989年室外气象参数为计算依据 ,分别对香港建筑的东、南、西 3个朝向的有自然通风与无自然通风的光伏墙体的发电性能和得热量进行了全年的数值模拟计算 ,结果表明有通风的光伏墙体相对于无通风的光伏墙体在全年发电性能方面差异不大 。

严寒地区铜铟镓硒光伏墙体的热效能研究

为研究光伏墙体在严寒地区的热效能,在沈阳地区搭建实验平台,通过监测安装铜铟镓硒光伏墙体的光伏建筑与普通建筑的室内温度、围护结构温度和采暖设备耗电量等参数,比较两者室内热环境和采暖能耗。研究表明安装铜铟镓硒光伏墙体的光伏实验建筑室内温度更高,且采用自然循环热利用方式的室内热环境优于密闭空腔热利用方式,光伏实验建筑至少能够节约20%的采暖能耗。

对光伏热水墙体光电光热性能的数值模拟研究

采用数值模拟的方法动态地分析了光伏热水墙体的光电光热特性,并就系统中电池覆盖率、工作流体质量流率对系统热效率和电力输出的影响进行了研究,得到了系统优化设计的性能参数。

基于微通道平板热管的新型光伏光热墙体/热泵系统-性能实验研究

本文提出一种基于微通道平板热管的新型光伏光热墙体/热泵(MFHP-WIPV/T-HP)系统,该系统将太阳能光伏光热建筑一体化系统进行拓展,与太阳能热泵技术和微通道平板热管相结合,用以减少冬季供暖、供热水能耗。在广州冬季典型阴天、晴天气候条件下对该系统进行测试研究,分析不同环境参数对系统的光电转化效率、平均集热效率和制热效率的影响规律。研究结果表明:在阴天气候条件下,系统平均集热效率达40.36%,光电转化效率达8.98%,制热效率达15.96%;而在晴天气候条件下,系统平均集热效率达46.69%,光电转化效率达10.08%,制热效率达16.04%;水箱水温温升阴天下可达14.1℃,晴天下可达25.2℃,能有效满足室内供热和生活热水需求。

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).

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。

光伏光热墙体结构优化模拟研究

提出4种光伏光热墙体,针对夏季工况,对4种光伏光热墙体的出口温度、空气得热量、光伏板表面温度进行模拟。各模型均由玻璃盖板、光伏板、空气通道、砖墙组成,模型1、2的光伏板紧贴玻璃盖板内侧,模型3、4的光伏板置于空气通道中间,模型2、4在砖墙一侧增设相变材料层。在较小的进口风速下,模型3能得到较高的空气出口温度及较高的空气得热量。模型3光伏板表面温度低于模型1、2,仅高于模型4,有利于提高光电转换效率。模型3的综合性能最佳。

BIPV对建筑墙体得热影响的研究

建立了光伏墙体一体化（ Ｐ Ｖ Ｗ Ａ Ｌ Ｌ）结构中的传热模型，重点模拟 Ｐ Ｖ Ｗ Ａ Ｌ Ｌ 的得热量，并与无 Ｐ Ｖ 阵列普通墙体的得热作比较。研究表明， Ｐ Ｖ Ｗ Ａ Ｌ Ｌ 不仅利用墙体发电，且可大大降低夏季墙体得热，从而降低空调冷负荷。

严寒地区光伏光热墙体热电性能实验研究

在哈尔滨地区展开实验,对严寒地区光伏光热(PVT)墙体的性能进行研究,对比分析3种PVT墙体的热电性能。3种PVT墙体分别为真空玻璃盖板PVT墙体、中空玻璃盖板PVT墙体、无盖板PVT墙体。对于光伏光热板背面平均温度、空气流道内空气平均温度、外墙内表面平均温度、出风口空气温升,真空玻璃盖板PVT墙体在3种PVT墙体中均最高。实测期间,真空玻璃盖板PVT墙体热电综合效率大于其他2种PVT墙体,最大热电综合效率达24.2%。真空玻璃盖板PVT墙体的综合性能最优。