第9章 太阳能与建筑一体化技术文档格式.docx
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c)直流式系统;
d)采用二次换热的强制循环太阳能热水系统
图9-2太阳能与燃气耦合热水系统
2.建筑一体化太阳能热水系统的内涵
3.建筑一体化太阳能热水系统设计途径
.
图9-4太阳能集热器通过钢结构
与建筑实现一体化
图9-3太阳能集热器嵌入式安装在坡屋面
太阳能集热器
图9-5太阳能集热器与南向玻璃幕墙一体化图9-6太阳能集热器与南向阳台一体化
图9-7太阳能集热器雨蓬一体化
第二节太阳能制冷系统
1.太阳能制冷的途径
实现太阳能制冷有两条途径:
1)太阳能光电转换,利用电力制冷;
2)太阳能光热转换,
2.利用光热转换效应的太阳能制冷方式
1)太阳能吸收式制冷系统
图9-8太阳能吸收式空调系统示意图
2)太阳能吸附式制冷系统
图9-9太阳能吸附式空调系统
3)太阳能除湿空调系统
图9-10太阳能(空气)转轮除湿系统
图9-11太阳能(水)转轮除湿系统
图9-12太阳能液体除湿系统
第三节被动式太阳能建筑
1.被动式太阳能建筑概念
被动式太阳能建筑最大优点是构造简单、造价低廉、维护管理方便。
但是,被动式太阳能建筑也有缺点,主要是室内温度波动较大、舒适度差,在夜晚、室外温度较低或连续阴天时需要辅助热源来维持室温。
2.被动式太阳能建筑设计
1)能量的集取与保持
(1)朝向的选择与被动式太阳房的外形
(2)良好的保温构造
(3)设置保护区
(4)充分利用太阳能,合理布置房间
2)采暖
(1)直接受益被动式太阳房
图9-13直接受益被动式太阳房的示意图
(2)集热蓄热墙被动式太阳房
图9-14实体式集热蓄热墙太阳房示意图
图9-15水墙式集热蓄热墙太阳房示意图
(3)附加阳光间被动式太阳房
图9-16附加阳光间被动式太阳房示意图
(4)屋顶集热蓄热式太阳房
(5)热虹吸式太阳房,又称对流环路式
图9-17屋顶集热蓄热式太阳房示意图图9-18热虹吸式太阳房示意图
3)降温
(1)太阳能强化自然通风
(2)改进建筑构造,完善室内气流通道
图9-19太阳能强化自然通风原理图
(3)建筑遮阳
(4)利用“生物气候”减少温度波动
3.被动式太阳能建筑设计实例
1)被动式太阳能设计在我国农村建筑中的应用
(1)被动式太阳能集热墙与新型节能灶炕耦合运行
(2)窑居太阳房
2)阿根廷被动式太阳能建筑
图9-20阿根廷LaPampa国立大学被动式太阳能建筑(北立面)
3)马德里的被动式太阳能建筑
4)塞浦路斯被动式太阳能建筑
图9-21马德里的被动式太阳能建筑图9-22塞浦路斯被动式太阳能建筑
第四节建筑一体化光伏系统
1.建筑一体化光伏系统概念
光伏与建筑相结合的优点表现在:
(1)可以利用闲置的屋顶或阳台,不必单独占用土地;
(2)不必配备蓄电池等储能装置,节省了系统投资,避免了维护和更换蓄电池的麻烦;
(3)由于不受蓄电池容量的限制,可以最大限度地发挥太阳电池的发电能力;
(4)分散就地供电,不需要长距离输送电力输配电设备,也避免了线路损失;
(5)使用方便,维护简单,降低了成本;
(6)夏天用电高峰时正好太阳辐射强度大,光伏系统发电量多,对电网起到调峰作用。
2.光伏与建筑相结合的形式
(1)光伏系统与建筑相结合
(2)光伏组件与建筑相结合
3.BIPV对建筑围护结构热性能的影响
a)
b)
d)
c)
图9-23屋面结构
a)通风架空屋面BIPV;
b)非通风架空屋面BIPV;
c)屋面镶嵌BIPV;
d)传统屋面
4.建筑一体化光伏系统设计实例
建筑一体化光伏系统设计原则是:
(1)美观性安装方式和安装角度与建筑整体密切配合,保证建筑整体的风格和美观。
(2)高效性为了增加光伏阵列的输出能量,应让光伏组件接受太阳辐射的时间尽可能长,避免周围建筑对光伏组件的遮挡,并且要避免光伏组件之间互相遮光。
(3)经济性首先要将光伏组件与建筑围护结构相结合,取代部分常规建材,其次,从光伏组件到接线箱、接线箱到逆变器以及从逆变器到并网交流配电柜的电力电缆应尽可能短。
1)西班牙Jaé
n大学BIPV系统
图9-241#光伏系统、2#光伏系统
图9-253#光伏系统图9-264#光伏系统
2)英国诺丁汉大学BIPV系统
英国诺定汉大学可再生能源(CRE)和绿色建筑(EEH)研究中心对两个太阳能光伏系统进行了研究。
一个安装在教学楼(CRE),另一个安装在居住建筑。
倾斜PV模块
垂直PV模块
CRE建筑中的PV系统用来提供建筑的部分用电,并且用于BIPV系统应用的教育。
PV模块安装在建筑砖墙立面上的铝制框架支撑结构中。
窗户下面的模块与水平面夹角成58o倾斜安装,其他的垂直安装。
整个PV阵列总面积19.9m2,7组并联,每组4个模块,如图9-27所示,峰值发电量达到952Wp。
图9-27CRE办公、教学建筑
3)德国国会大厦BIPV系统
图9-28EEH建筑图9-29德国国会大厦
4)荷兰零能建筑BIPV系统
。
图9-30荷兰采用PV作为防水屋面盖板的零能建筑
5)中国BIPV系统
图9-31深圳园博会屋顶光伏系统
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