光伏发电和建筑一体化技术在节能建筑中应用

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1、光伏发电和建筑一体化技术在节能建筑中应用　　摘要：本文着重介绍了光伏发电与建筑一体化（BIPV）的建筑形式、BIPV技术的设计方法，BIPV技术应用于节能建筑所遇到的几个问题，说明了BIPV的设计原则，并简要介绍了BIPV与节能建筑相结合的发展前景。关键词：光伏发电与建筑一体化(BIPV）；节能建筑；设计方法；设计原则Abstract:thispaperintroducesthephotovoltaic(BIPV)andthebuildingintegrationofarchitecturalform,BIPVte

2、chnology,thedesignmethodofBIPVtechnologyappliedtoenergy-efficientbuildingshaveencounteredseveralproblems,illustratesthedesignprincipleofBIPV,andbrieflyintroducestheBIPVcombinedwithenergy-savingbuildingdevelopmentprospects.Keywords:photovoltaic(BIPV)andthebuild

3、ingintegration;Energy-savingbuilding;Designmethod;Designprinciples中图分类号：S210.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)100.前言：随着中国经济的快速发展，人民生活水平的日益提高，人们生产、生活对电力的需求也日益增加。据相关资料显示，在我国，截止到2004年，发电量的82.6%是由火力发电提供的。【1】过分的依赖火力发电，必将大量的使用化石燃料——煤，这对势必造成环境的污染和资源的浪费。建筑能耗大约占社会总能耗的50%，BI

4、VP，可以有效的减少建筑物对常规能源的消耗。随着光伏产业的发展，太阳能光伏成本逐渐降低，“建筑物产生能源”新概念的提出，也促进了BIVP的进一步发展，大力推广应用太阳能光伏发电，有利于提高新能源在能源结构中的比重，可以缓解日益严峻的环境问题和能源问题。1.BIPV的建筑形式BIPV系统可以分为光伏屋顶结构（PV-ROOF）和光伏墙结构（PV-WALL）两种形式。光伏与建筑的结合有两种方式：一种是建筑与光伏系统相结合，即把封装好的光伏组件安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置组成一个发

5、电系统；另外一种是建筑与光伏器件相结合，将光伏器件与建筑材料集成一体，用光伏组件代替屋顶、窗户和外墙。【2】2.BIPV的设计方法2.1平均峰值日照时数Tm。10求出全年平均日太阳辐射量,并用单位mWh/cm2表示,除以标准日太阳辐射照度,即可求出平均峰值日照时数。(1)2.2确定电池组件最佳电流。太阳能电池组件应输出的最小电流为(2)式中,L为负载每天总耗电量;η1为蓄电池组件充电效率(0·80~0·90);η2为太阳能电池组件表面由于尘污遮蔽或老化引起的修正系数,通常可取0.9~0.95iii;η3为太阳能电池

6、组件组合损失和对最大功率点偏离的修正系数,通常可取0.9~0.95。由太阳能电池组件面上各月中最小的太阳能总辐射量HTmin可算出各月中最小的峰值时数Tmin,则太阳能电池组件应输出的最大电流为:(3)太阳能电池组件的最佳电流值介于Imin和Imax之间,具体数值可用试验方法确定。方法是先选定一个电流值IA,按月求出太阳能电池组件的输出发电量,对蓄电池组件全年的荷电状态进行试验。太阳能电池组件输出发电量可根据式(4)进行计算。(4)10式中,N为当月天数。而各月负载耗电量为:(5)两者相减,若ΔE=EA-EL为正,

7、表示该月太阳能电池组件发电量大于用电量,能给蓄电池组件充电;若ΔE为负,表示该月太阳能电池组件发电量小于耗电量,要用蓄电池组件贮存的电能来补充,蓄电池组件处于亏损状态。如果蓄电池组件全年荷电状态低于原定的放电深度(一般≤0.5),则应增加太阳能电池组件输出电流;如果荷电状态始终大大高于放电深度允许值,则可减少太阳能电池组件输出电流。当然,也可以增加或减少蓄电池组件容量。2.3蓄电池组件容量的确定。列表算出全年各月ΔEi的数值,并算出全年中ΔE连续为负值(即连续亏欠量)的累积值∑ΔEi。如果全年只有一个连续亏欠期,它

8、就是累积亏欠量之和。对北半球来说,由于岁末年初是冬季,在计算累积亏欠量时应取两年进行连续计算。如有几个不连续的亏欠期,即在连续两个亏欠期之间有ΔEi为正的盈余量,则应扣除此盈余量。最后求出累积亏欠量∑ΔEi,这样即可确定蓄电池组件的容量:(6)式中,DOC为放电深度,对铅酸蓄电池组最大可达75%~80%。但考虑蓄电池组的寿命等影响因素,一般取DOC=60%1