太阳能光伏光热一体化及其建筑应用研究。
太阳能技术在建筑领域的应用研究

太阳能技术在建筑领域的应用研究随着人类对可再生能源的需求不断增加,太阳能技术在建筑领域的应用也逐渐成为研究的热点。
太阳能技术作为一种清洁、环保的能源形式,不仅可以减少对传统能源的依赖,还能有效降低能源消耗和碳排放。
本文将探讨太阳能技术在建筑领域的应用研究。
一、太阳能光伏技术在建筑中的应用太阳能光伏技术是目前应用最为广泛的太阳能技术之一。
光伏板可以将太阳能转化为电能,为建筑提供电力支持。
在建筑屋顶、外墙、雨棚等位置安装光伏板,可以有效利用太阳能资源,实现能源的自给自足。
同时,光伏板的外观设计也越来越多样化,可以与建筑风格相融合,提升建筑的美观性。
二、太阳能热水技术在建筑中的应用太阳能热水技术利用太阳能将水加热,为建筑提供热水供应。
在建筑中安装太阳能热水器,可以替代传统的燃气热水器,降低能源消耗和运行成本。
尤其适用于游泳池、洗浴中心、酒店等场所,这些场所对热水的需求较大,使用太阳能热水技术可以大幅度减少能源消耗,降低环境压力。
三、太阳能建筑一体化设计太阳能建筑一体化设计是将太阳能技术融入到建筑设计之中,实现建筑与太阳能系统的完美结合。
通过合理设计建筑朝向、窗户位置、遮阳措施等,最大限度地利用太阳能资源,提高建筑的能源利用效率。
这种一体化设计模式不仅可以减少建筑能耗,还可以改善建筑室内环境,提升居住舒适度。
四、太阳能技术在城市建设中的发展趋势随着城市化进程加快,城市建筑中日益增多的玻璃幕墙、高楼大厦给太阳能技术的应用提出了更高要求。
未来,太阳能技术将更多地应用于建筑立面材料、智能调光系统、绿色屋顶等方面,实现城市建筑的智能化、节能化发展。
同时,随着光伏技术成本的不断降低和效率的提升,太阳能技术在城市建设中的应用前景将更加广阔。
综上所述,太阳能技术在建筑领域的应用已经取得了一定的进展,但仍有待进一步完善和推广。
随着科技的不断发展和人们对可持续发展的认识不断提高,相信太阳能技术在建筑领域的应用将会获得更大的发展空间,为建筑行业的可持续发展注入新的活力。
太阳能光伏技术在建筑领域中的应用

太阳能光伏技术在建筑领域中的应用随着环保意识的普及,近年来太阳能光伏技术得到了广泛的关注和应用,特别是在建筑领域中。
太阳能光伏技术将太阳能转化成电能,能够为建筑提供可再生的绿色能源,不仅可以减少能源消耗,也可以减少碳排放。
本文将探讨太阳能光伏技术在建筑领域中的应用。
一、建筑集成型光伏系统建筑集成型光伏系统是将太阳能电池板材料整合到建筑构件中的一种技术。
这种技术不仅可以满足建筑构建的需要,还可以将房屋转化成自给自足的发电厂,提供干净的能量。
这项技术的最大优势是能够最大程度利用建筑物表面向阳的面积,如房顶、墙壁、阳台等区域。
并且能够以非常灵活的方式进行设计,可以与建筑物外观无缝集成。
集成型光伏系统还可以使用背贴、玻璃幕墙、遮阳构件等多种形式,增加整体设计的美观性。
此外,建筑集成型光伏系统还可以带来很多额外的好处,如保护建筑物表面的涂层免受损坏,提高建筑物的隔热性能等。
二、太阳能热水器在夏季,大多数人都可以通过将自来水储存在水管中来满足家庭用水需求。
然而,夏季以外的其他季节,就需要加热水来满足需要,这需要消耗许多电力或天然气。
相比之下,太阳能热水器不需要消耗非可再生资源,也不会产生污染物,是一种更可持续、环保的选择。
太阳能热水器的原理很简单:利用太阳能加热水。
它们由太阳能板、储水体系和控制器组成。
太阳能板中的太阳能集热器接受阳光,并将其转化为热量,传递到储水箱中。
控制器确保热水储藏室中的水在恰当的温度范围内,并负责启动和关闭整个系统。
太阳能热水器的优点不仅仅在于其对环境的友好程度,还在于其稳定的能源供应。
因为它们不依赖于电力或天然气,所以它们可以始终提供热水,这对于一些地区的停电或突然天气变化尤其重要。
三、太阳能光伏板太阳能光伏板是太阳能转化为电能的主要工具。
在传统建筑上,光伏板通常被安装在玻璃或其他材料下面,用以发电。
然而,随着技术的进步和消费者的不断追求,现在已经可以将太阳能板集成到建筑物中,让它们成为建筑物的一部分。
太阳能光伏系统在建筑设计中的应用分析

太阳能光伏系统在建筑设计中的应用分析由于全球气候变化的影响,世界各大城市都在努力实现可持续发展,减少温室气体排放。
其中,建筑领域也是重要的目标之一。
实现建筑节能和环保的发展方向,已经成为各国政府的一项主要任务。
太阳能光伏系统则是其中一个非常有效的绿色能源解决方案,被广泛运用于建筑领域。
一、太阳能光伏系统的简介太阳能光伏系统采用的是太阳光作为能源,通过太阳能光伏电池板将太阳光转化为直流电,然后通过逆变器将直流电转化为可供家居用电的交流电。
其主要优势在于无需外部能源供应、维护管理成本低、可靠性高且无害于环境,因此在建筑设计中被大量利用。
二、太阳能光伏系统在建筑领域的应用1、太阳能光伏电池板太阳能光伏电池板是最常见的太阳能光伏系统组件,也是建筑中最常用的太阳能光伏组件。
太阳能光伏电池板可以无噪音、无污染地产生电力,其主要应用领域包括:(1)游泳池热水器:游泳者沐浴在阳光下,游泳池水温将上升至适宜温度。
(2)家庭热水器:在家庭中使用,可以减少家庭成员使用电池的数量。
(3)光伏发电系统:对于一些远离城市的房屋,可以通过光伏发电系统为其提供电力。
(4)地面加热:在一些冬季寒冷的地区,可以通过太阳能光伏电池板收集太阳能,并将地面加热。
2、太阳能光伏罩棚太阳能光伏罩棚不仅可以为车辆提供遮阳、防雨等功能,在其顶部增设太阳能光伏电池板,也可以用来发电。
太阳能光伏罩棚不仅可以提高建筑的美观度,还可以为建筑节能减排做出贡献。
3、太阳能光伏门窗太阳能光伏门窗是一种可新型的建筑外观材料,一方面能够防水、防风,另一方面还可以为建筑提供电力。
与传统的建筑外观材料相比,太阳能光伏门窗更加环保、节约能源。
4、太阳能光伏幕墙太阳能光伏幕墙具有优秀的隔热、隔音、防水、防火等功能,可以作为建筑的外观材料使用。
同时,其还可以根据建筑朝向合理位置,收集太阳能,为建筑提供电力。
太阳能光伏幕墙的使用,为建筑的节能减排做出了非常大的贡献。
三、太阳能光伏系统在建筑设计中的优势1、节约建筑能源太阳能光伏系统利用太阳能,不需要消耗外部电力,能够为建筑节约能源,减少由于电力使用引起的气体排放等污染问题。
光伏光热一体化系统的研究与应用

光伏光热一体化系统的研究与应用随着全球对于环境保护的意识日渐增强,更加经济、高效、环保的能源利用方式逐渐成为人们探索的方向。
其中,光伏光热一体化系统作为一种新型智能能源利用方式,备受研究者和各界人士的关注。
一、光伏光热一体化系统的基本概念光伏光热一体化系统是将太阳能光伏发电和太阳能光热利用两种方式有机结合,将热能和电能进行高效利用的一种综合型能源系统。
在光伏光热一体化系统中,太阳能光伏电池板不仅可以产生电能供给日常生活和工业生产需要,同时也可以将热量输送到太阳能集热器,将太阳能转化为热能,用于暖气、热水、干燥等方面。
这一系统的优点在于:降低了太阳能的利用成本,加强了系统的稳定性和安全性,减少了对传统能源的依赖,对于缓解能源紧缺问题和降低碳排放有着很大的积极意义。
二、光伏光热一体化系统的技术原理光伏光热一体化系统的核心在于太阳能光伏电池板和太阳能集热器,并通过管道和交换器将热量输送到需要加热的设备上。
太阳能光伏电池板通过铝制支架并置于太阳光下,可以将太阳光的能量转化为电能,光伏电池板的电能可以直接供给电力系统。
太阳能集热器则是利用另一种方式同样收集太阳的光能,通过镜面反射,将光线聚焦到集热管上,并将热量传导到热水、蒸气和空气等媒介上,达到加热的目的。
两者的有机结合,实现了能量的充分利用,提高了光伏光热一体化系统的能源利用效率。
三、光伏光热一体化系统技术的应用光伏光热一体化系统技术已经在实际应用中得到了广泛的推广。
在生活和工业生产中,它的应用领域也变得越来越广泛。
在一些温暖地区,太阳能已经成为了主要的采暖能源,与传统的取暖方式相比,光伏光热一体化系统不仅更加环保,而且节约能源。
在工业生产中,例如食品生产及加工行业,利用光伏光热一体化系统的优势,可以在一定程度上降低生产成本和提高生产效率。
未来,光伏光热一体化系统还有着广阔的发展前景。
尽管光伏光热一体化系统技术在某些方面还需要改进,但其作为一种新兴的能源利用方式,已经逐渐成为探索可持续能源的重要领域之一。
新型太阳能利用技术及其在建筑物中的应用

新型太阳能利用技术及其在建筑物中的应用随着全球能源需求不断增加,寻找可再生能源的方法变得越来越重要。
其中一种可再生能源是太阳能,它是一种清洁、可再生、无污染的能源。
虽然太阳能技术存在已经有一段时间,但现在许多新型的太阳能技术,其效率和成本比原来更好,引起了越来越多人的关注。
在这篇文章中,我们将讨论一下新型太阳能利用技术及其在建筑物中的应用。
1. 新型太阳能利用技术1.1 高效率的太阳能电池太阳能电池将太阳能转换为电能,但是早期的太阳能电池效率很低。
现在,新型太阳能电池使用更高效的材料和设计来提高效率。
例如,有机太阳能电池使用有机材料来收集太阳能,这些材料更轻便、成本更低、制造起来更容易,并可以在低照度条件下工作。
此外,柔性太阳能电池可以折叠、卷起来,并且可以适配许多不同的表面,例如:人造革和纸张。
1.2 太阳能热利用太阳能热利用是利用太阳能产生热能。
新型的太阳能热集中技术可以将太阳光集中到一个小点上,产生高温,用于生产热水、蒸汽和电力。
此外,新型的太阳能空间加热技术可以在室内使用,使人们享受到更加温暖、舒适的室内环境。
1.3 太阳能光伏发电光伏发电是一种将太阳能转换为电能的过程。
现在,新型的太阳能光伏技术可以在室内和室外使用。
例如,透明太阳能电池可以安装在建筑物的窗户和玻璃幕墙上,同时保证建筑物的通透性,通过光伏发电来产生电力。
此外,太阳能屋顶瓦片也可以通过光伏技术来发电,并代替传统的屋顶瓦片。
1.4 太阳能驱动的空调太阳能驱动的空调是一种使用太阳能发电的空调系统。
新型的太阳能空调系统可以减少能源消耗和碳排放,并且在不稳定的能源市场下,其成本比传统的空调系统更加可控。
2. 新型太阳能在建筑物中的应用2.1 建筑一体化太阳能建筑一体化太阳能是将太阳能技术融入到建筑物的设计中。
例如,使用透明的太阳能电池给建筑物供电,使用太阳能热集中技术对建筑物进行加热,使用太阳能驱动的空调系统来保持建筑物内的舒适度。
太阳能光热技术在建筑节能中的应用

太阳能光热技术在建筑节能中的应用随着人们对可持续发展和环保意识的提高,建筑节能成为了全球范围内的重要课题。
而太阳能光热技术作为一种清洁能源的代表,正越来越多地应用于建筑领域,为建筑节能注入了新的活力。
本文将就太阳能光热技术在建筑节能中的应用进行介绍和探讨。
一、太阳能光热技术简介太阳能光热技术是指利用太阳能将光能转化为热能的技术,能够为建筑提供供暖、供热等能源。
其主要包括太阳能热水系统、太阳能空调系统和太阳能供暖系统等多种形式。
这些技术都是基于太阳能的可再生性和清洁性,可以有效地减少对传统能源的依赖,实现可持续发展。
二、太阳能光热技术在建筑供暖中的应用1. 太阳能热水系统太阳能热水系统通过太阳能集热器将太阳能转化为热能,然后利用热泵或水箱将热能储存起来,为建筑提供热水。
这种系统不仅能够满足建筑内部日常生活用水的需要,还可以与集中供热系统结合,为整个建筑的供暖提供热能源。
太阳能热水系统的应用可以大大减少传统能源的消耗,降低建筑节能的成本。
2. 太阳能空调系统太阳能空调系统是指通过太阳能集热器将太阳能转化为热能,然后利用制冷机或降温装置将热能转化为冷能,为建筑提供制冷效果。
相比传统的空调系统,太阳能空调系统不需要额外的能源消耗,节省能源成本的同时还能减少温室气体的排放。
特别是在夏季高温季节,太阳能空调系统能够更有效地满足建筑内部的舒适需求。
三、太阳能光热技术在建筑照明中的应用1. 太阳能照明系统太阳能照明系统是指通过太阳能光伏板将太阳能转化为电能,然后利用储能装置将电能储存,以供应给建筑内部的照明设施。
太阳能照明系统具有灵活性强、照明效果好的特点,并且可以根据实际需求进行扩展和调整,满足不同建筑的照明需求。
通过使用太阳能照明系统,建筑可以在不额外消耗传统电能的情况下,实现低碳环保的照明效果,降低建筑能耗。
2. 太阳能光管设计太阳能光管是一种利用光线的传输和折射原理,将室外的太阳能引入室内,实现自然照明的技术。
光伏建筑一体化技术的应用分析

光伏建筑一体化技术的应用分析随着现代城市化进程的加快,能源问题日益成为人们关注的焦点。
人们越来越迫切地需要一种能够节约能源、环保绿色、可持续发展的能源形式。
在能源危机的背景下,光伏建筑一体化技术的应用成为一种强有力的解决方案。
所谓光伏建筑一体化技术,就是将太阳能电池板集成到建筑中,实现建筑和太阳能的智能化融合,从而实现建筑节能和可再生能源的利用。
光伏建筑一体化技术的应用不仅可以降低建筑的能耗,还可以减少建筑材料的使用,节约资源,降低建筑成本,提高建筑的实际使用寿命。
一、光伏建筑一体化技术现状光伏建筑一体化技术由于其具有良好的节能环保、可持续发展的特点,在全球范围内得到了广泛的应用。
据统计,截至2019年底,全球共有7000多个光伏建筑项目已经建成,光伏建筑容量总计超过240MW。
尤其是在欧美等发达国家,光伏建筑一体化技术的应用已经相当成熟,其中以德国、美国、日本等国家的光伏建筑项目最为活跃。
二、光伏建筑一体化技术的优点1、光伏建筑节能由于光伏建筑一体化技术可以将太阳能转换为电能进行利用,因此可以降低建筑的能耗,实现建筑节能。
光伏建筑一体化技术在冬季可以通过吸收太阳辐射来增加室温,减少暖气设备的使用;在夏季可以反射太阳辐射来降低室温,减少空调设备的使用。
另外,光伏建筑一体化技术还可以通过集热器将太阳能转化为热能,为建筑供暖和生活用水。
2、环保绿色光伏建筑一体化技术可以转化太阳能为电能,使用的是一种绿色清洁的能源,不会产生任何的污染物。
同时,由于可以降低建筑能耗,也可以减少环境污染和碳排放量。
因此,光伏建筑一体化技术的应用可以为城市的环境维护和节能减排做出贡献。
3、可持续发展光伏建筑一体化技术的应用可以大量减少建筑材料的使用,节约资源;可以利用可再生的太阳能,实现能源的可持续发展。
随着科技的不断改进与升级,光伏建筑一体化技术的应用将会越来越广泛,实现城市的低碳化和可持续发展将更具有现实意义和价值。
三、光伏建筑一体化技术的应用前景光伏建筑一体化技术在国内尚未得到广泛应用,但是随着国家节能环保政策的不断推进与加强,光伏建筑一体化技术的应用前景将会越来越广阔。
太阳能光伏技术在建筑中的应用研究

太阳能光伏技术在建筑中的应用研究第一章:引言随着全球环保意识的提升,太阳能作为一种绿色、可再生的能源越来越受到人们的关注。
太阳能光伏技术作为利用太阳辐射能转化为电能的技术,已经广泛应用于工农业生产、民生领域等各个方面。
而在建筑领域,太阳能光伏技术也被广泛应用。
本文将介绍太阳能光伏技术在建筑中的应用研究,包括太阳能光伏技术在建筑领域的应用现状、太阳能光伏技术在建筑设计中的应用思路和建筑中太阳能光伏系统的设计方法等方面。
第二章:太阳能光伏技术在建筑领域的应用现状1.太阳能光伏技术在建筑能源供应方面的应用现状利用太阳能光伏技术可以直接转换光能为电能及热能,应用范围广,如给建筑物提供电力、加热及制冷等服务。
近年来,各国政府纷纷提出有关节能降耗的政策,推动建筑节能的发展。
太阳能光伏技术是建筑节能的可行途径。
目前在德国、日本、美国等一些发达国家,建筑物中的太阳能光伏发电系统已经开始大规模应用。
2.太阳能光伏技术与建筑外观设计的融合建筑的外观设计对一个城市的形象与空气质量有着重要的影响,对于太阳能光伏技术的便携性、易操作性和稳定性,要结合建筑的外观设计进行研究。
近年来,随着太阳能光伏技术的不断成熟和建筑设计师的日益重视,建筑物外观的设计越来越多地融入了太阳能光伏技术。
第三章:太阳能光伏技术在建筑设计中的应用思路1.太阳能光伏技术在建筑设计中的意义在现代建筑中,太阳能光伏技术的应用逐渐成为一种难以替代的绿色能源。
太阳能光伏技术的应用不仅可以大幅节约建筑用电,还可以为建筑营造健康、舒适的室内环境和减少环境污染贡献力量。
2.建筑中太阳能光伏系统的设计原则太阳能光伏系统的设计是保证整个系统的运行与性能的关键。
建筑中太阳能光伏系统的设计必须遵循能量均衡、系统可靠、经济适用、产品品质优良等原则。
3.太阳能光伏系统在建筑设计中的应用及程序随着太阳能光伏技术的不断推广,相关设计软件的应用也在不断发展。
太阳能光伏系统在建筑设计中的应用程序包括:太阳能光伏系统的选型、系统配置、电源分析、系统分析等。
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太阳能光伏光热一体化及其建筑应用研究点击次数:384 来源网站:发布时间:2011-04-06【核心提示】太阳能在我国已经发展了几十年,在建筑中的应用可分为光热利用和光电利用两种。
但到目前为止,太阳能在建筑中的普及率连10%都不到,且基本仅限于光热领域。
这么低的利用率,还大量集中在光热领域中的最末端产品——屋顶太阳能热水器。
太阳能光伏建筑一体化近年来成为研究开发的热点,也出现了大量的成功示范工程。
本文试图对太阳能光伏一体化的实现方法并在建筑上的应用进行探索与研究,提出一种新型的建筑节能应用方式。
一、引言随着工业生产的不断发展,人们对于常规能源的消耗不断加剧,诸如煤炭、石油、天然气等能源的消耗呈不断上升趋势。
日益增长的需求导致各种能源过度开采,对生态环境造成恶劣影响,目前各国都在致力于开发新能源。
太阳能是永不枯竭的绿色能源,是21世纪最具开发潜力、最清洁环保的能源之一。
我们知道,在所有的能源消耗中,建筑物的建设与运行大约占了其中的50%。
因此,如何开发环保节能建筑成为各国科学家共同研究的课题。
毫无疑问,若能将太阳能与建筑结合起来,将是降低建筑能耗的最佳途径。
太阳能在建筑中的应用可分为光热利用和光电利用两种。
光热利用主要是用太阳能采暖和制冷,进行空气调节;光电技术利用则是太阳能发电,为建筑物提供照明用电等。
太阳能光电技术在建筑中的应用由于成本较高,在大部分国家都还没有普及。
而光热技术成本相对较低,适合批量生产及商业化动作,在很多发达国家已得到广泛的普及。
将太阳能光伏光热一体化系统应用在现代建筑上,将是未来建筑节能的重要方向之一。
二、太阳能光伏光热一体化系统的实现1.太阳能电池组件结构及工作原理太阳能电池组件主要以半导体材料为基础制作,基本结构包括框体及设置于框体内的组件结构。
其中,组件结构包括透光的前表面玻璃基片、透明密封件(如EVA胶)、电池片及背封薄膜(后表面保护部件,如PVF聚氟乙烯、TPT/TPE)等。
工作原理是太阳光透过基片照射在光电产生器件上,光电产生器件通过光电效应直接将光能转换为电能,经与电池组件配套使用的光伏接线盒,将电能输出后使用。
太阳能电池在将光能转换成电能的过程中,并不是将全部的光能的都转换成电能。
理论研究表明,单极单晶硅材料的太阳能电池在0℃时的转换效率的理论物理极限为30%。
在光强一定的条件下,当硅电池自身温度升高时输出功率将下降。
在实际应用中,标准条件下,晶体硅电池平均效率在15%上下。
也就是说,太阳能电池只能将15%的光能转换成可用电能,其余的85%都被转化为热能。
在转换过程中,随着热能的增加,电池温度不断升高,除了光电转换效率大大降低外,太阳能电池的使用寿命也将缩短。
为使太阳能电池组件能长久地正常工作,现有技术中,在框体外加设散热装置(类似于水冷、气冷等散热系统,通过循环水或循环气吸热,达到散热目的)。
但热能亦是太阳能电池组件吸收太阳辐射能源的一部分,若能将该部分能源取出并收集,加以利用,而非将其视为需消散的有害热量,便能达到充分利用能源的目的,且拓宽了太阳能电池组件的使用功能。
2.太阳能电池组件取热方法为尽可能使电池效率保持在较高水平,充分利用吸收的太阳辐射能源,同时避免热量对组件光电转换效率的影响,延长电池组件的使用寿命,可以通过在太阳能电池组件上设置导热层,将光电转换过程中产生的热能吸收传导,并由其连接的导热元件导出组件结构,由外界取热管路收集,提供给后续热能设备使用。
根据其布置的位置在太阳能组件密封件内或密封件外,导热层选择绝缘材料或是高导热材料制成。
导热元件可以是具有高导热能力的金属类元件,或是导热能力高于金属类元件的热管等。
通过在组件内加设导热层能实现将组件内的热能有效快速取出,为组件提供了良好的作业温度,确保组件光电转换的能力不受影响。
另外,整个取热结构均在密封框体内,结构紧凑,对原电池组件外形无影响,安装方便。
导热层直接设置于组件结构内虽然优势突出,但其制造工艺较为复杂,成品合格率低,目前还未能实现商业化生产。
因此本文提出另一种能容易实现的太阳能电池组件取热方法,将太阳能光伏发电与太阳能热水器结合起来,把光伏电池组件层压在热水器的扁盒式铝合金集热板上,以实现太阳能光伏光热一体化。
为验证该系统在具有较高的整体效率的同时还可以得到温度较高的热水。
本文通过设计制作一台建立在家用扁盒式铝合金平板型太阳能热水器基础之上的自然循环式 PV/T(光伏光热一体化)实验系统。
3.太阳能光伏光热系统原理及设计在太阳电池背面敷设流体通道是这种PV/T系统的核心。
为使实验系统具有家庭应用性,实验选用已商品化的太阳能电池与家用平板型太阳能热水器组成一套完整的光伏光热一体化系统。
系统中,电池为多晶硅电池,该电池组件在太阳辐射标准状况下的转换效率约为14%,热水器的集热板为一种目前市场上较为少见的新型扁盒式铝合金集热板,该集热板是用多条厚1cm、有效宽度8.5cm、材质厚度1mm的扁盒式铝合金型条并列拼装而成,上下联管材质相同,集热板结构可见图1。
相比管板式集热板,扁盒式集热板肋片效率可认为等于1,传热效果良好。
相同的进水温度,扁盒式集热板上下温差比管板式集热板小,有利于提高光电池的效率和降低热损,从而提高系统的综合效率。
本实验中,把太阳电池用导热性能良好的密封胶分别贴附在各扁盒式铝合金型条上半部表面上,其间用不透明PPT绝缘,表面覆盖以透明的乙烯醋酸乙烯脂(EVA)材料,将各层连同铝合金型条用真空层压机抽真空紧密压制,以保证密封良好,各层接触紧密。
太阳电池组件贴附完成后将各型条并列连结,拼装成一块完整的复合集电热板。
结构示意图见图2。
层压成型后扁盒式铝合金集热板表面以上的太阳能电池组件厚度2mm~3mm,整个集热板表面平整。
集电热板上盖4mm钢化玻璃,最后玻璃盖板、集电热板和绝缘背板一起用铝合金边框密封。
光伏系统中,硅电池标况下的能量转换效率14%,阵列转换效率约11.6%。
其余部分包括蓄电池和逆变器等,可将随太阳辐射不断变化的直流电贮存起来或转变为220V标准交流电供家用电器直接使用。
复合热水器为自然循环式,整个光伏热水一体化系统结构及数据采集系统如图3所示。
按照家用太阳能热水器性能测试国家标准的要求,进行测试,测量参数包括:太阳辐照量R,水箱温度Tw, 环境温度Ts,工作电压U,工作电流I。
每5分钟采集一次数据,处理后的实验结果见表1。
实验结果表明,系统整体效率在50%左右,比普通平板型热水器热效率有显著提高,更高于单一光伏系统效率。
同时,经一天日照后热水终温多在50℃以上,天气晴朗或多云时可达60℃,可以较好地满足家庭洗浴需要。
实验中,系统电效率低于标准情况下的电池阵列效率11.6%,四个原因导致上述结果:玻璃盖板遮盖、电池组件温度较高,最佳工作点偏离以及太阳辐照度低于1000W/m2。
因此,光伏电池效率将如实验结果所示在9.5%波动。
计算可知,当电池组件温度较高时,此温度对电池效率的影响比其他可变因素更为显著。
因此,电效率在热水终温较高时较小;而在日平均太阳辐射度较小,热水终温较低时各因素作用效果相当,因此系统电效率并不完全按照热水终温的高低顺序升降。
但是总体来看,电效率仍近似随热水终温增设而减小。
对于整体PV/T系统而言,在技术上低进口水温度有利于提高电效率和热效率。
如果对于实际应用而言,则用户无法自行调节进口水温,因此在应用上关于进口水温的讨论没有意义。
另外,由于热效率电效率和高的热水终温之间都是矛盾无法兼顾,选择合适的V/A值对于在效率和热水终温之间取得平衡具有重要意义。
三、太阳能光伏光热一体化系统在建筑上的应用综合以上分析可以看出,该PV/T实验系统具有较高的热效率,系统整体能效率多大于50%,比单一热水系统或光伏系统效率有显著提高。
同时30℃左右的进水经一天日照后温度可达60℃以上,可以满足家庭洗浴需要。
实验系统所用扁盒式铝合金式集热板特点鲜明,如集热面积可通过改变拼装的扁盒式铝合金型条数目而随意改变;表面平整,易于将光伏电池真空层压在表面上;尤其重要的是型条之间榫接良好,集热板外表面平整美观,便于与建筑结合,作为外墙围护结构或铺设在屋顶,如图4所示,在得到热水和电力之外可以降低建筑热负荷,有广阔应用前景。
另一方面,与光伏系统和集热系统相互分离相比,PV/T一体化系统在将光伏电池与铝合金型条层压成形的制作工艺上略为复杂,劳动成本略高,但却节省了独立光伏系统中太阳电池板所必须金属边框和背板材料,同时节省了太阳能电池板封装的劳动成本。
因此,总体而言,一体化系统的生产成本略小于分离系统成本;而与光伏系统和集热系统相互分离相比,一体化系统将太阳能电池整合在热水器的吸热表面上,提高了单位集热面积的能量产出,因此可利用面积有限的场合如屋顶或建筑外墙上,以增加单位面积上有更多的热电产出。
四、结束语与世界先进国家或地区相比,太阳能建筑一体化技术在我国还处于示范项目阶段,且都是光伏与建筑一体,而太阳能光伏光热与建筑一体化是少之又少。
然而,在能源和环保压力的促进下,太阳能与建筑相结合是未来建筑节能应用中最重要的领域之一。
建筑物能为太阳能光伏光热系统提供足够的面积,不需要另占土地;能省去光伏系统的支撑结构、省去输电费用。
未来太阳能与建筑一体化技术的发展会扩展到不局限于利用太阳能,而是从建筑的各个方面实现开源节能,向真正的绿色建筑迈进。
我们有理由相信,随着太阳能与建筑一体化领域研究的不断发展,节能方式的不断完善,太阳能光伏光热一体化必将会有一个美好的未来,成为实现“双零建筑”(零能耗、零排放)的重要组成部分。