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绿色凹宅太阳能技术论文

发布时间:2015/3/6 9:09:21   阅读:

1太阳能光电技术

太阳能光伏发电系统主要由光伏电池板、控制器和逆变器三大部分组成。在太阳能的有效利用中,大阳能光伏是近些年来发展最快、最具活力的研究领域。硅是最理想的太阳能光伏板材料,单晶硅大阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。“绿色凹宅”选用的太阳能光伏板是单晶硅光伏板。“绿色凹宅”采用52块260W(峰值功率)单晶硅光伏板满铺屋顶的策略,装机容量为13.52kW。“绿色凹宅”的光伏板以接近平面的3°铺设。在天气晴好的情况下,每天可以产生电能近62kWh,基本满足郊区家庭的日常生活需要。通过计算机模拟评估和现场比赛实测,“绿色凹宅”的整个太阳能系统可以产生比其耗电量还多1.5倍的电能回馈电网,可以说“绿色凹宅”是一个负能耗建筑。“绿色凹宅”采用的是并网型太阳能光伏发电系统,安装双向电表,余电由园区设置的蓄电池组统一储存;若自身发电不足以满足其用电需求,则可从园区蓄电池组或外电网取电。

2太阳能光伏光热一体化

技术光伏光热一体化太阳能系统在电力输出的同时提供生活热水。光电光热一体化板在光伏模块背面设置吸热表面和流体通道,构成光伏光热模块,这样既有效地降低了光伏电池的温度,提高了光电效率,又有效地利用了余热,获得了热水。光伏光热一体化系统由光伏光热模块、直流循环水泵、水箱、连接管道及支撑框架组成。该一体化系统与传统的太阳能热水器相比,效率(约为50%)相差不大。由于水流吸收了使硅电池转换效率下降的余热,光伏阵列的工作温度有所降低,从而使系统的发电效率比传统的光伏系统有很大提高。可采用热效率与电效率之和来综合评价系统的能量利用特性。如果系统有较高的热效率和电效率,则其年综合性能效率大于60%,比单一热水系统或光伏系统效率显著提高。“绿色凹宅”在屋顶中央铺设了3块光伏光热一体化太阳能板。“绿色凹宅”在晴天产生的热水量可充分满足日常生活的要求;在阴雨天气,系统与空调的热回收相结合,使热水系统即使在相对恶劣的情况下也可以达到180L45℃热水的标准,可满足日程起居生活的需求。

3其他太阳能技术

“绿色凹宅”的中庭是一个阳光房,面向户外4m高的玻璃折叠门,三面分割中庭和室内的推拉门占满庭院屋顶的采光窗,其中两扇在智能控制系统下可以自动开启,引导风向。冬季时可以合上门窗,形成阳光房,热量被暖房储存,进而辐射入室内,有效降低了房屋的能耗。

4太阳能系统的维护

“绿色凹宅”在屋顶设置一套光伏清洁系统,清洗落在光伏板上的灰尘,不仅保证了发电的效率,而且通过降低光伏组件的工作温度,可提高其光电转化效率。

5智能家居系统与太阳能技术的良好配合

“绿色凹宅”的智能家居系统具有以下功能:

(1)环境控制功能,可以监控房间温度、湿度及CO2浓度,并反馈给空调系统。

(2)照度控制功能,包括照明灯具就地控制、场景/顺序控制、远程控制及自动控制,以及百叶窗窗帘、中庭天窗的开关和调整。

(3)安防控制功能,包括火灾自动报警、煤气泄漏报警、入侵报警(门禁系统)、剩余电流报警、视频安防监控等。

(4)能源控制功能,包括控制热水的温度与水量、家用电器控制、在用电高峰时可自动切断次要设备,以免超过额定负荷、计量和显示各种能源消耗。智能家居系统全方面服务于“绿色凹宅”,在给“绿色凹宅”提供舒适的环境的同时,管理“绿色凹宅”的能源,在开源的同时,也做到节流。

6结语

“绿色凹宅”对太阳能技术的应用做了创新性尝试,是一个比较成功的环保低能耗住宅的实例。智能家居系统在给“绿色凹宅”提供舒适环境的同时,也管理“绿色凹宅”的能源。我国是太阳能资源丰富的国家,“绿色凹宅”对于在我国推广应用太阳能技术具有很好的借鉴意义。

作者:莫理莉单位:华南理工大学建筑设计研究院华南理工大学

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