非稳态风边界条件下的自然通风机理及效率

研究动态自然风风向情况下的自然通风效果,对自然风基础数据进行长期实测,并分析自然风风向动态变化的特征。设计风向动态变化的风洞试验及CFD数值模拟分析,对非稳态自然风条件下的自然通风进行定量化研究,并定性解释不同建筑条件下的非稳态自然通风机理。结果表明:自然风风向在主导风向两侧±45°范围内随机振动,客观动态变化的自然风相对于假定的稳态自然风而言,打破了通风短路的情况,根据建筑条件不同,通风效果提高10%～50%。     

基于马尔可夫链的自然风风向建模

根据马尔可夫链基本理论,基于自主构建的小型气象站实测得到的高采集频度基础数据,以自然风风向为研究对象,对自然风风向建模并基于该模型生成随机时间序列,构建上海地区的自然风风向变化的转移概率概率矩阵模型。通过统计参数的分析证明:该方法对分析随机变化的风向特征具有通用性。最后,基于实测数据和该方法分析出的上海地区风向变化转移概率矩阵。     

自然通风动态风速条件建模

基于双参数Weibull模型、马尔科夫链模型及极大似然理论模型提出适用于自然通风的动态风速条件建模方法,并对方法的合理性进行阐述。与其他风速构造方法相比,构造序列时间间隔更小,可基于逐时数据进行构造;构造过程中同时考虑自然风速的统计特性及时序特性,风速特性反映更为全面。以上海地区风速为例,进行应用分析,并建立统计模型参数与逐时平均风速的回归模型及风速变化转移概率矩阵。通过与实测风速序列对比,对该方法的有效性进行验证。研究结果表明:反演风速序列与实测风速序列特性参数一致,其中整体序列统计模型拟合尺寸因子参数分别为实测序列为3.27相应反演序列为3.33,形状因子参数值分别为实测序列为2.26相应反演序列为2.28,其他参数相对偏差亦在5%之内,证明了该方法的有效性。     

基于GIS平台的我国太阳能光伏发电潜力研究

太阳能光伏(PV)系统在我国的应用十分广泛,但还缺乏其在不同区域的资源利用潜力分析.建立了太阳能光伏发电潜力评估方法,通过搭建实验台研究3种常用太阳能光伏系统的转换效率和环境参数的关系,并拟合出光伏效率方程.借助地理信息系统(GIS)平台的空间分析功能研究我国各地太阳能辐射强度频数和发电潜力空间分布.通过分析发现单晶硅组件在我国西北和北方地区高达200kWh/(m2·a)以上,适宜发展PV系统,而西南地区仅约130kWh/(m2·a),可以为各地发展太阳能和制定能源发展规划提供参考.     

Weibull统计特性风速条件下的自然通风实验

采用双参数Weibull统计模型对室外逐秒风速进行了拟合,结合频谱特性分析对实测自然风的典型性进行验证,并考虑到风向对通风效果的影响定义了风向因子参数。通过实际自然风条件下模型比例为1∶10的通风实验,对尺寸因子、形状因子及风向因子等自然风特性参数对自然通风效果的影响进行了研究,并建立了相应的影响模型。研究结果表明:逐秒自然风风速统计分布服从双参数Weibull统计模型;实际自然风条件下,通风效果随Weibull分布的尺寸因子及风向因子的增加而加强,随形状因子的增加而减弱。