太阳能建筑一体化-第三节ppt课件.ppt

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1、第2章光伏建筑系统的设计、施工及维护第1节光伏建筑系统的设计计算教学目的：掌握光伏建筑建筑系统设计要素与设计计算教学重点：（1）光伏系统总功率的确定（2）蓄电池、控制器和逆变器的选型教学难点：影响太阳能电池板能量输出的因素一、太阳能光伏系统设计因素1.明确光伏系统设置的用户及负载类型⑴在设计过程中要清楚负载是用来干什么的，是专用负载还是一般负载。⑵要明确负载的特性。负载是直流的还是交流的，是昼间负载还是夜间负载，也就是考虑是否需要逆变器和蓄电池。⑶要明确负载的大小，针对负载的大小来设计光伏系统的容量。⑷还要明确在何处设置太阳能光伏系统，是在地上还是在建筑物的屋顶上。独立系统专用负载一般负载直

2、流交流直流交流有蓄电池：路灯、交通指示灯、无线电电源无蓄电池：直流水泵、排风扇有蓄电池：照明系统无蓄电池：无应用实例有蓄电池：农村无电地区(小规模)有蓄电池：农村无电地区(大规模)无蓄电池：无应用实例无蓄电池：无应用实例2.明确系统类型与构成系统的类型、构成取决于系统使用的目的、负载的特点以及是否有备用电源等。对构成系统的各部分设备的容量进行设计时必须事先决定系统的类型，不同的类型有着不同的设计方式和要求。独立系统直流负载直接型直流负载蓄电池使用型交流负载蓄电池使用型直、交流负载蓄电池使用型并网系统有逆潮流无逆潮流切换式地域并网式、小规模电源系统有蓄电池：紧急情况下使用无蓄电池：一般住宅、建

3、筑物有蓄电池：紧急情况下使用，一般住宅，小负载用户无蓄电池：无实例应用有蓄电池：紧急情况下使用，大负载用户无蓄电池：太阳能空调，大负载用户3.设置场所和设置方式的选定太阳电池阵列的设置场所、设置方式较多，可分为建筑物上、地面上设置等。目前，一般在杆柱、屋顶、屋顶平台上以及地面上设置太阳电池阵列。二、光伏建筑系统设计步骤与计算1.设计步骤收集当地气象参数、计算负载分布情况、确定光伏板总功率、确定蓄电池容量、选择控制器和逆变器、考虑混合发电等问题。（1）气象参数的收集地点、气候、纬度、平均日照、降水量、湿度、浮尘量、风载荷、地质条件等。获取方式：气象数据资料收集。（2）负载情况分析列出负载的名称

4、、功率、额定工作电压、每天用电小时数，交流与直流负载。然后将负载和工作电压进行分组，计算出每组的总功率要求。再选系统的工作电压，计算整个系统的平均安时数，即每天平均耗电量之和。（3）光伏板倾角确定对于固定式光伏系统，为了充分有效利用太阳能，必须合理选取光伏板的方位角与倾斜角。通常根据全年获得最大的太阳辐射量这一要求来确定最佳倾角。2.设计原则（1）整体性原则光伏建筑一体化不是光伏发系统与建筑物的简单叠加，而建筑从开始设计之时，即将太能系统包含的所有内容作为建物不可或缺的设计元素加以考虑，巧妙地将太阳能系统的各个件融人到建筑之中，二者互相机结合，形成了多功能的建筑件，成为建筑物不可分割的一分。

5、这需要从技术和美学两方人手，使建筑设计与太阳能技有机结合在一起，统一设计、工、调试。（2）美观性原则光伏建筑一体化系统不仅要保持建筑的整体性与统一性，同时还要特别突出视觉和艺术的统一，将光伏发电系统与建筑物的结构相结合形成统一的整体。建筑设计也要考虑光伏系统和建筑造型相结合的问题，服从建筑的整体设计理念，在不破坏原建筑形式美的基础上重新组织建筑的形式和秩序，充分发挥光伏材料的视觉特色和形式美，将光伏材料的形式和特色与建筑有机的结合，使两者在美观性上达到和谐统一。（3）技术性原则（4）安全性原则应考虑太阳能电池组件在屋面安装时对屋顶荷载的影响，包括太阳能电池板自身荷载和抗风、抗冰雹冲击能力等工

6、程应用问题，保证光伏系统与建筑安全可靠。此外，当选用光伏建筑一体化组件时，除了具备发电功能外，还需考虑光伏组件的结构功能，如防水、保温等功能，坚固耐用，保证光伏建筑一体化系统安全可靠。3.设计计算（1）光伏板最佳倾角在光伏供电系统的设计中，光伏组件方阵的放置形式和放置角度对光伏系统接收到的太阳辐射有很大的影响，从而影响到光伏供电系统的发电能力。光伏组件方阵的放置形式有固定安装式和自动跟踪式两种形式，其中自动跟踪装置包括单轴跟踪装置和双轴跟踪装置。与光伏组件方阵放置相关的有下列两个角度参量：太阳电池组件倾角；太阳电池组件方位角。对于固定式光伏系统，一旦安装完成，太阳电池组件倾角和太阳电池组件方

7、位角就无法改变。而安装了跟踪装置的太阳能光伏供电系统，光伏组件方阵可以随着太阳的运行而跟踪移动，使太阳电池组件一直朝向太阳，增加了光伏组件方阵接受的太阳辐射量。但是目前太阳能光伏供电系统中使用跟踪装置的相对较少，因为跟踪装置比较复杂，初始成本和维护成本较高，安装跟踪装置获得额外的太阳能辐射产生的效益无法抵消安装该系统所需要的成本。所以下面主要讲述采用固定安装的光伏系统。固定安装的光伏系统涉及到两个重要的方面，