太阳能光伏发电分析研究及开发应用

太阳能电池发电系统(又称光伏发电系统),从大类上分为离网光伏发电系统和并网光伏发电系统两大类。在城市太阳能光伏建筑集成并网发电得到了快速发展,光伏发电与建筑一体化是太阳能光伏与建筑的完美结合,属于分布式发电的一种。它能够减少电网用电,大大减轻公共电网的压力,就近向电网输送电力。     

太阳能光伏发电技术在建筑一体化设计中的应用——生态节能楼的太阳能光伏发电系统

通过对辽宁省城市建设学校新校区生态节能楼太阳能光伏发电系统设计的介绍,给出了太阳能光伏建筑一体化中电池组件设计选取的方式,并阐述了太阳能光伏建筑一体化的重要意义。     

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.     

基于BIPV系统的太阳能小屋设计

本文在光伏建筑一体化系统(BIPV系统)的基础上研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设问题。光伏组件的安装设计对建筑项目全年寿命周期各阶段的发电量与经济效益的指标有重要影响。对于问题1,在小屋外表面铺设电池分组阵列时我们从使小屋的全年光伏电池发电总量最大化而单位发电量费用最小化出发。对于问题2,在考虑电池板的朝向与倾角对光伏电池工作效率的影响的情况下,确定方阵的最优倾角是光伏发电系统优化中必不可少的重要环节和先决条件。通过Matlab软件建立倾斜放置的光伏电池板表面接收太阳辐射能模型,计算得到光伏板上的辐射能,推导出光伏电池板的最佳倾角,并同时建立基于光伏电池板安装的最佳倾角模型。对于问题3,根据附件7给出的小屋建筑要求,用机械制图软件UG绘制出小屋的外形图。根据问题1,2的铺设方案,并采用自动跟踪式独立光伏电池,对所建小屋进行光伏组件的优化铺设。     

基于不同面积比例的屋顶光伏光热系统设计

为降低高校建筑的能耗,设计了一种空气源热泵辅助式屋顶太阳能光伏光热系统。光伏组件和集热器的安装面积不仅会对电力侧产生影响,还会影响热力侧。首先建立系统的基本架构,然后以日运行费用为优化目标,使用改进的鲸鱼算法对系统进行优化,最后以乌鲁木齐某高校一宿舍楼为例,对光伏光热系统的环境及经济效益进行分析。算例结果表明,宿舍楼屋顶在安装满足最优比例的光伏光热系统的情况下,系统在环境保护和投资回收期方面都具有显著效益,切实达到了节约能源、减少二氧化碳排放和保护环境的目的。     

云南师范大学120kW光伏玻璃幕墙实践

光伏建筑一体化(BIPV)是分布式光伏发电绝好的应用场所,符合国家鼓励的光伏发展方向.云南师范大学利用自身的学科优势,在新能环大楼上建设了120kW光伏玻璃幕墙.具体就其中的光伏系统部分进行了介绍,内容包括组件选取、安装方式、连接等,对幕墙透光性和室内光照环境进行测试分析,并考察了初步运行的数据,所报告的内容对以后建设同类项目有重要参考价值.     

顺德地区固定式多角度光伏发电系统研究

在光伏系统设计中,由于设计软件模拟计算时使用的气象数据与实际气象数据有差别,因此,使用软件模拟计算得出的某地全年最佳倾角与实际有一定差别。为研究广东顺德地区安装光伏发电系统的年最佳倾角,建设了固定式多角度光伏发电系统,同时对该系统运行一年半的发电数据进行分析,得出顺德地区安装光伏发电系统的年最佳倾角在25°左右。     

光伏建筑发电量提升的技术分析

太阳能光伏技术在国际范围内得到高度重视,光伏技术应用已经进入到国计民生的各个领域,其中光伏建筑是光伏技术应用的一个重要方面。光伏建筑一体化发电系统,投资小、建设快,随着技术不断进步以及设备原材料价格降低,光伏建筑将是未来并网发电的主流。光伏建筑一体化的建设实践证明,光伏不是建筑的饰物,而是通过与建筑的完美结合,新生出集安全性、功能性于一体的现代化可再生能源综合体,将建筑物从能源消耗者变成能源提供者。该文拟从实践和技术角度,谈一谈关于光伏建筑发电量提升的一些粗浅思考。     

1MW屋顶并网光伏系统实践

云南师范大学屋顶并网光伏系统具有不同的屋面结构、组件安装方式以及接入电压等级,以其为基础,详细介绍了1 MW屋顶并网光伏系统的系统构成、组件安装、逆变器选型等,并且对该光伏系统的运行数据以及效益进行分析.     

浅谈住宅小区中电气节能措施的应用

节能减排已成为全社会的一种共识，结合笔者从事多年住宅小区开发电气安装工程施工现场管理的实践经验，从变压器节能、供配电系统节能、电动机节能、照明系统节能、太阳能光伏发电系统、光导照明系统的应用等方面详细分析阐述了建筑电气设计与安装过程中的诸多节能方法和措施，并进行了总结，以期实现住宅小区的整体节能。     

双层幕墙中的薄膜光伏与建筑围护结构融合技术的应用

光伏双层幕墙采用薄膜光伏组件做发电系统、双层幕墙做建筑外围护结构,融合了热通道技术和光伏发电技术,具有明显的隔热、隔音、充分阳光、节能、围护和装饰等功能,还能将太阳能转化成电能,与环境有很好的相容性,具有低碳、环保、节能、高效益、建筑外观效果和可持续发展,是现代建筑的新需求。在双层幕墙和光伏发电系统的工程实例基础上,提出一种新的光伏建筑一体化结构——薄膜光伏双层幕墙,并交流其相关设计经验。     

广州地区光伏阵列朝向对系统发电性能的影响分析

分析了广州地区光伏阵列朝向对光伏系统发电性能的影响,选取了位于广州大学城的一个屋顶光伏电站,以其中两个光伏阵列为研究对象,两者安装倾角均为5°,一个阵列为正南朝向,一个阵列为南偏西31°。结合2013年的气象数据对比分析了两者每月单位功率光伏组件的发电量,得出在广州地区,如果安装倾斜角为5°,方位角绝对值小于30°时,引起的光伏系统发电量的损失低于0.47%。     

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.     

工业厂房光伏屋顶构造形态对发电效益的影响

基于历史气象数据建立辐射传输模型,对比屋顶光伏板平铺式安装和倾斜式安装的发电效益差异,评估多种工业厂房光伏屋顶构造形态的发电效益.结果表明:相对于倾斜式安装,同等面积的平顶厂房平铺式安装光伏板每年可以提高70.9％的发电量,单位面积年平均发电量仅减少4.49％;相对于倾斜式光伏系统,平铺式安装于拱顶、双坡、多跨、多脊式...     

光伏发电与并网技术分析

近年,分布式光伏发电发展迅速,在城市中早已率先应用。该文首先介绍了光伏电池的数学模型,重点针对某写字楼房顶进行了并网光伏发电系统设计。该系统设计先确定了光伏系统的运行方式,并分析其用电负荷;另外,从阵列方式、组建选型、逆变器选择、组串设计等方面开展设计,确定了针对该写字楼的分布式光伏发电系统。该文对城市光伏发电系统的设计具有借鉴意义。     

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.     

基于储能与氢气发生器的光伏并网功率控制

考虑光伏发电具有间歇性,用蓄电池储能系统和氢气发生器来调节并网功率,以提高光伏并网运行的稳定性.在光伏发电系统中安装一个高纯度氢氧发生器来产生氢气.用PSCAD/EMTDC对具有储能单元的光伏发电系统进行了建模和仿真.结果表明:在光照强度变化的情况下,采用四象限变流器控制的蓄电池储能系统能够快速平滑光伏发电系统输出的有功功率的波动.     

厂区屋顶光伏发电系统的研究与设计

作为国家2012年金太阳示范项目之一的湖州德清天马机械有限公司厂房及办公建筑屋顶安装太阳能发电系统,装机容量16MWp。该工程结合天马产业园内天马重工机械有限公司主厂房及办公建筑屋顶一起建设,光伏发电材料与屋顶建筑融为一体,总计安装容量16003.5kWp,项目预计年均发电量为15,737,149.25kWh。就该太阳能发电项目接入系统进行研究,探讨通过高压线路并网的大规模光伏电站接人电力系统的相关问题。     

德国的5000屋顶光伏发电计划

德国在1990年年底宣布实施“1000屋顶光伏发电计划”,即准备在3年内在居民屋顶安装1～5千瓦功率级的光伏发电系统1000套,用以考察光伏并网发电系统的经济性、技术可行性和实用性。1991年将计划调整到2500个屋顶,最终又调整到5000套屋顶光伏发电系统。这项计划由德国研技部(BMFT)投资兴建,并由电力部门认可。     

大型光伏并网系统的建模与仿真

该文提出了大规模光伏并网系统数字仿真模型,基于这一模型,在C++Builder开发环境下,开发出了相应的软件,并给出了仿真实列;计算结果表明:利用该软件和安装地点的气象数据以及光伏阵列的配置,可以计算光伏电站系统各部件的功率及分布,从而预测光伏并网系统的长期运行性能,如光伏阵列、逆变器和电网之间的匹配程度,系统的运行效率和成本等等。