公共建筑光伏系统太阳能利用潜力评价

面对不断增长的能源需求及减少碳排放的双重挑战,提高城市可再生能源利用率,降低建筑能耗,发展光伏建筑一体化应用,实现建筑与新能源产业的融合发展显得非常重要.本研究选取包商银行公共建筑光伏系统,依据内蒙古包头市独特的气候特征,利用Ecotect求取典型建筑表面全年太阳辐射模型,基于最优系统配置方式,从高峰期能源潜力、经济潜力、社会潜力3个维度构建了光伏建筑太阳能利用潜力评价模型,对包商银行光伏系统太阳能利用潜力进行评价.研究结果表明:在极端气候期间,包商银行光伏系统以总电力需求的12.5％来缓解高峰期当地电网的压力,将用能高峰延迟了2 h;光伏系统25 a生命周期净收益104.66万元,基于光伏系统单位造价为7.9元/W,上网电价0.8元/kWh的情况下,系统投资可在5.15 a内收回,且单位造价、政府补贴与投资回收期之间具有三维耦合关系;光伏系统寿命期内的环境效益为0.096元/kWh,社会效益为11.93元/kWh.此评价模型为城市中光伏建筑的推广及光伏产业政策的制定提供借鉴.     

商场冷凝水耦合光伏/光热系统的应用分析

太阳能光伏光热(solar photovoltaic-thermal, PV/T)技术将光伏和光热结合,可实现产电效率的提高和低品位热源的综合利用。基于商场空调冷凝水的实时回收量,本文研究建立了冷凝水水冷式PV/T系统,研究了该系统的性能和环境效益。在确定商场的空调冷凝水的逐时水量的基础上,将冷凝水水冷式PV/T系统与单一光伏(photovoltaic, PV)系统的性能进行对比分析。结果表明,冷凝水水冷式PV/T系统通过收集制冷季商场内空调产生的大量冷凝水作为冷却介质,降低了光伏电池板的温度,典型日的光伏效率提升了17.78%,在整个制冷季,冷凝水水冷式PV/T系统较单一的PV系统净发电量增加了365.55 kW·h,具有6 938.27 kW·h的节能效益,可减排6.439 t二氧化碳。     

太阳能光伏/光热复合集热器能量转换性能的数值模拟

建立太阳能光伏/光热(PV/T)复合集热器的光电与光热耦合能量转换的数值模型,利用TRNSYS软件模拟PV/T集热器的光电、光热转换性能,分析结构参数和运行参数对PV/T集热器的能量转换性能的影响.计算结果表明:减小集热板排管的管间距与管径的比值有利于提高光热与光电转换性能;冷却流体的入口温度对PV/T集热器的性能影响显著,较低的入口流体温度有利于保持更高的光热和光电转换效率.增加冷却流体的入口质量通量可提高光热和光电效率;当入口质量通量增加至6.9 g/(s·m2)时,PV/T集热器的热、电效率分别为66.2％和10.8％,进一步增加入口质量通量对提高光热、光电效率的作用不大.     

寒冷地区空气冷却型PV/T系统性能模拟分析

针对冷却通道位于光伏板上侧的空气冷却型太阳能光伏光热(PV/T)系统,采用验证后的数值模型模拟研究冷却通道长度、高度及空气入口流速等设计参数对系统性能的影响.结果表明:在寒冷地区夏季典型日工况下,随着气象参数的变化,最佳空气入口流速范围为0.8~3.2 m·s^-1,对应的系统效率变化范围为14.61%~15.24%.     

光伏发电扬水蓄能监测系统试验研究

基于光伏发电扬水蓄能和照明综合应用系统,结合光伏扬水系统构成与运行特点,对太阳辐射强度和输出功率与扬水量特性、光伏水泵系统扬水效率特性及蓄电池储电量占比等进行试验测试.结果表明,定扬程下,光伏泵全天扬水量随日照时间的延长而增大,太阳能平均辐照功率533.4 W,日出水量达13.1 m~3,平均每h出水1.93 m~3;系统最大扬水效率达12.7%,平均扬水效率11.1%;同时,全天三时段蓄电池充电储能0.47 kWh,约占光伏方阵全天发电量8.4 kWh的5.6%左右.所得结论对光伏扬水系统的配置优化具有一定的实用价值.     

一种采聚太阳能的掩模片及采用掩模片的太阳能装置

应用领域：能源、太阳能光伏发电 专利号：ZL200610031365．6 太阳能光伏发电的生命力在于有较高的效率和性价比指标。我国目前光伏发电效率低。性价比指标也低,谈不上经济效益;采用掩模片的光伏发电装置能成倍地提高效率和性价比指标。该掩模片是孔、边框结构,从孔中透过的阳光都是同位相的光,它们汇聚时有光振幅叠加增大到a倍,而采聚的光能就会增大到a2倍;     

太阳能光伏新风系统性能研究

将光伏电池板发电与建筑新风系统结合,提出了一种太阳能光伏新风系统,利用光伏发电的同时利用光热预热新风,建立了太阳能光伏新风系统实验平台,并对其冬季工况进行研究,结果表明:太阳能光伏新风系统的平均发电效率为12.7%,平均集热效率为24%,一次能源利用效率为57.3%;实现了对太阳能的光热、光电综合利用,不仅可以提高光伏电池板的发电效率,而且通过对光伏底板热量的回收利用对冬季室外新风加热;太阳能光伏新风系统能使建筑能耗大幅度降低,真正实现建筑节能,同时也达到了通风换气的目的,改善了室内空气品质,提高了房间舒适度.为建筑节能和光伏建筑一体化系统应用提供一种新方法.     

兰州地区被动式超低能耗建筑设计及能耗分析

兰州地区某公共建筑为实现超低能耗绿色建筑,应用多项被动节能技术,耦合高效冷热源和光伏发电系统。文章基于建筑信息化模型（BIM）节能技术平台和瞬时系统模拟程序（TRNSYS）仿真软件对建筑能耗及建筑节能进行计算分析,得出以下结论：该建筑基准能耗综合值为51.651 kW·h/（m2·a）,在屋面设置200 m2太阳能光伏发电系统时,年均发电量可达6.42万kW·h/a,单位建筑面积发电指标约为27.80 kW·h/（m2·a）;基于可再生能源设计的建筑能耗综合值仅为5.1 k W·h/（m2·a）,该办公楼建筑综合节能率可达90.12%;建筑本体节能率为35.32%,可再生能源利用率为85.96%,生产总量大于建筑年终端能源消耗量,性能指标完全满足能效指标的约束性要求。上述设计及结论可为西北地区公建项目近零能耗建筑提供良好的示范。     

太阳能光伏发电应用研究进展综述

简要论述了太阳能光伏发电的原理和太阳能电池的分类,对太阳能光伏发电应用技术研究热点问题进行了讨论,论述了提高太阳能电池光电转换效率的一些方法,对太阳能光伏发电成本进行了分析,从研发新型替代材料及开发新工艺和优化太阳能光伏系统结构方面,提出了降低太阳能发电成本的对策.     

太阳能光伏发电系统的计算机仿真与分析

借助LabVIEW软件平台,建立了太阳能光伏发电系统的模型,动态地模拟了真实太阳能光伏发电的过程,展示了太阳辐射强度的变化对太阳电池输出特性曲线的影响．建立了光伏发电最大功率跟踪模型,以家用光伏发电系统为例,进行了优化设计;并通过计算机仿真对系统作了检测评估,分析了影响光伏发电效率的因素．     

遮阳式光伏新风系统性能模拟与优化

对一种新型遮阳式光伏新风系统进行研究,该系统在夏季利用光伏板发电的同时为建筑遮阳,在冬季则可以利用光伏板余热加热新风.采用类区域方法建立了遮阳式光伏新风系统的光电光热转换模型,并采用实验数据对系统模型进行验证,在此基础上对遮阳式光伏新风系统进行优化.研究表明:随着新风量增大,光伏板发电效率、新风得热量与集热效率增大,新风温升与送风温度减小;系统发电效率和集热效率随太阳辐照强度的增大而增大.本文研究的遮阳式光伏新风系统能够有效实现太阳能发电、建筑遮阳和新风加热功能,为建筑节能提供一种新方法.     

三维环境下的建筑表面太阳能潜力估计

提出一种结合屋顶及立面，考虑天气因素影响的城市级建筑表面太阳能潜力估计方法.以建筑轮廓矢量数据和高度信息为基础，重建三维城市环境；基于射线求交方法、纹理映射和太阳辐射模型计算和渲染建筑表面太阳辐射；利用长期日照时数气象数据和天气校正模型对建筑表面接收的太阳辐射进行辐射校正，并通过气象站太阳辐照度辐射观测数据对校正结果进行有效性验证.结果表明：相关系数r和均方根误差RMSE分别为0.85和0.99 kW·h·m^-2,具有一定的有效性.应用该方法对研究区进行时空特征分析，研究结果可为城市清洁能源利用评估提供方法，为低碳城市的设计和管理提供一定参考.     

基于辐照量的光伏电站系统效率非稳态计算方法

基于实测数据,系统分析了日辐照量对光伏阵列转换效率、逆变器效率、光伏电站系统效率的影响,结合光伏电站结构分析了影响光伏电站系统效率的因素,建立了光伏阵列转换效率、逆变器效率与日辐照量之间的非线性模型,提出了一种基于辐照量的光伏电站系统效率的非稳态估算方法。结果表明：光伏阵列转换效率、逆变器效率随日辐照量的波动导致了光伏电站系统效率随日辐照量变化。该方法可用于计算电站的月或年总发电量,能够更加准确地计算出目标电站的系统效率并预测电站发电量,在光伏电站的效率分析、运营评估等工程方面有着良好的应用前景。     

双V型槽式低倍聚光光伏系统实验研究

为了减少单位产能所需的电池面积和降低光伏系统发电成本,采用低倍聚光器将太阳光汇聚在光伏电池上,对太阳电池进行低倍聚光.设计双V型槽式低倍聚光光伏系统,利用太阳跟踪系统和数据采集系统研究了在不同聚光条件下,常规单晶硅太阳电池组件的短路电流、开路电压、最大功率等电池特性参数,利用在电池组件下加装散热器来解决聚光后组件温度升高的问题.实验结果表明,采用双V型低倍聚光后,电池功率提高了27%,短路电流提高了25%,开路电压和填充因子变化不大,电池表面温度升高到44.8℃.利用双V型槽式低倍聚光光伏系统,增大了电池组件发电功率,为使用简单可靠的聚光器降低光伏系统发电成本提供了有效方法.     

滇重楼光合作用与环境因子的关系

 利用LI-6400光合测定仪和人工气候箱研究了滇重楼叶片的光合补偿点、光合饱和点、羧化效率和CO₂补偿点,并进行温度、相对湿度对光合速率的单因子影响研究.滇重楼叶片的光合补偿点为5.7μmol/(m²·s),光合有效辐射增至2000μmol/(m·s)²仍未测到光合饱和点,最适光合有效辐射为750～2000μmol/(m·s)².叶片的羧化效率为0.0295,CO₂补偿点为65μmol/mol,光合速率随CO₂浓度升高而明显增加,高于大气正常值的CO₂浓度对增加滇重楼光合作用的光能利用率是有利的.光合速率在温度11～20℃范围内,随温度升高上升;20～35℃随温度升高下降,最适温度为16～28℃.相对湿度20%～85%的试验范围内,叶片光合速率随湿度增加而增大,最适相对湿度条件在75%以上.     

光伏系统直流变换器的建模与仿真

从推动光伏产业发展的角度讨论了在我国有发展前景的光伏并网系统电路结构,对多支路、两极式光伏并网发电系统的直流变换器进行了重点研究．在理论分析的基础上,建立了光伏电池、Boost变换器及其MPPT控制模块的仿真模型,对MPPT的主要算法进行了对比仿真,提出在早晚太阳辐射较弱的时间段,提高光能利用率行之有效的措施．仿真结果用于指导光伏系统直流变换器的设计及其控制算法的选择．     

空气源热泵辅助加热太阳能热水系统热经济分析

基于郑州市典型气象,对空气源热泵辅助加热太阳能热水系统试验,利用热经济学方法对该系统进行了分析,结果表明在电价为0.56元/kWh时,系统的输出(火用)成本随辐射量减少而增加,输出(火用)成本为0.3～0.7元/kWh,平均值为0.46元/kWh,明显低于电价,具有经济可行性.同时对影响平均输出(火用)成本的因素进行了...     

带有MPPT功能的光伏矩阵仿真模型

基于光伏矩阵的物理特性,在Simulink仿真环境下,设计带有最大功率跟踪技术MPPT仿真算法的光伏矩阵仿真模型,应用于实际的单相光伏并网系统．测试数据表明,仿真模型可以模拟任意参数的光伏阵列、动态跟踪光照强度、环境温度的变化,为光伏发电系统动态仿真提供良好设计平台．     

平流层飞艇光伏电池传热特性

太阳能是平流层飞艇的理想能源,其热特性与飞艇浮力,蒙皮强度息息相关。准确预测飞艇的温度场是飞艇设计的重要步骤,但现有研究缺乏对太阳能电池的热特性分析。本文提出了一种包括太阳辐射,天空、地面长波辐射,蒙皮红外辐射和对流换热的飞艇模型,将几何模型离散化,编写C++程序计算了和分析了光伏电池的转化效率,吸收率、发射率、热阻和飞艇朝向对飞艇热性能、光伏阵列输出功率的影响。结果表明,较大的光伏阵列转化效率,发射率和等效热阻有利于改善飞艇“超冷”和“超热”现象的改善。光伏电池的辐射特性对光伏电池和氦气温度的影响最大：吸收率从0.5增加到0.9,主氦气囊昼夜温差升高约11.2K,光伏电池最高温度升高约29.8K;发射率0.1增加到0.9,主氦气囊昼夜温差降低约15.3K,光伏电池最高温度降低约50.2K。本文计算结果为飞艇的热稳定性的优化提供参考。