第四届特等奖-光电冷热一体化的太阳能利用技术研究
光电冷热一体化的太阳能利用技术研究
参赛高校：哈尔滨工业大学
团队名称：能源之光
参赛选手：韩瑞、魏思雨
指导教师：高继慧
一、项目概述
自20世纪80年代世界性的石油危机爆发以来，能源危机给人们敲响了警钟，在能源和环境危机的双重压力下, 太阳能作为一种取之不尽且无污染的可再生能源, 已经成为当前国际能源开发利用中的
新热点。建筑作为人类的日常生活必需的物质载体,人们开始关注占国家全部能源消耗的30%～40%的建筑能耗问题。随着生活水平的提高，人们对空调的需求量日益增大，然而由于氟利昂等制冷剂对环境造成的巨大危害以及空调的高耗电量给电力供应造成的严重压力，传统空调的问题正日益凸显。
因此，本课题提出了一种光电冷热一体化太阳能综合利用技术。该技术将光伏发电、半导体制冷、太阳能集热基于建筑进行了有机整合，在实现太阳能综合利用的同时，降低建筑成本，具有显著的环境和经济效益。该技术以水作为载热体，在实现降低半导体制冷件冷热端温差，提高制冷效率（COP）和降低光伏电池组件工作温度，提高电池性能两大技术目标的同时，利用“冷却水梯级升温技术”为人们提供高品质生活用水，并通过地下蓄热与冷却相结合的方案，实现了热能的地下储存。
二、问题描述
（一）系统的工作原理
1.太阳能发电
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池是对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。当光线照射太阳电池表面时，一部分被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质：光子能量转换成电能的过程。
图1 光伏电池原理及光伏电池列阵
2.太阳能热利用系统
太阳能集热是太阳能热利用系统的核心部件，太阳能集热器吸收太阳辐射的光，产生很大的热能，提供源源不断的动力。集热器的外型有天平板的，有真空管的，它们都有专门的吸热装置，吸收太阳能辐射，转化成热能，再将热能传递给水(水只是传热工质的一种，其他还有蒸馏水和气体等)从而使水温度不断升高，得
到所需的热水。在我们的生活中，最常见的太阳能集热器，就是平板太阳能集热器与真空管太阳能集热器两种。总之，太阳能集热器就是吸收太阳能辐射能并向工质传递热量的装置。
图2 太阳能集热器原理图及太
阳能热水器
3.压缩空调
家用空调器一般都是采用机械压缩式的制冷装置，其基本的元件共有四件：压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置，四者是相通的，其中充灌着制冷剂（又称制冷工质）。压缩机像一颗奔腾的心脏使得制冷剂如血液一样在空调器中连续不断的流动，实现对房间温度进行调节。制冷剂一般为氟利昂。首先，低压的气态制冷剂被吸入压缩机，被压缩成高温高压的气体；而后，气态制冷剂流到室外的冷凝器，在向室外散热过程中，逐渐冷凝成高压液体；接着，通过节流装置降压（同时也降温）又变成低温低压的气液混合物。此时，气液混合的制冷剂就可以发挥空调制冷的作用了：它进入室内的蒸发器，通过吸收室内空气中的热量而不断汽化，这样，房间的温度
降低了，它也变成低压气体，重新进入压缩机。如此循环往复，空调就可以连续不断地进行运转。
图3 空调制冷原理图及示意图
（二）主要问题
1.太阳能发电
以目前的科学技术来讲，利用太阳能来发电，设备成本高，太阳能利用率较低，不能广泛应用。
2.太阳能集热系统
受天气、环境、温度、安装地点影响非常大，加热缓慢，水停留水管内时间长，时间长了结成水垢，难以清理，造成加热效果的下降，带来寿命的下降。
3.压缩空调
绝大多数空调采用氟利昂一类的制冷剂，其广泛使用对生态环境造成严重的负面影响。传统空调通常需要泵、压缩机等部件，在消耗大量电能和原材料的同时,还会产生恼人的噪声污染。
（三）限制条件
1.太阳能发电
①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关；③在发电过程中会产生热量，会造成产发电效率下降，太阳能电池板温度每升高1℃,开路电压减小0.4%,短路电流基本不变,则输出功率减小0.4%。
2.太阳能热水系统
①太阳能热水器是感应装置，只能在阳光达到某一程度后才能进行工作，因此对天气，温度有很严格的要求；②占地面积比较大，阳光的能量分布密度小；③在水循环过程中会有热量损失，加热效率低。
3.压缩空调
①制冷剂原料缺乏，只能采用氟利昂类物质；②液体循环是被动过程，需要外加的能量即电能。③压缩机装置部件复杂，不可避免的有零件摩擦等造成噪音。
（四）类似产品的解决方法
1.太阳能的利用
由于光伏电池在工作时表面会产生大量热量，这些热量会影响光伏电池的发电效率，目前解决的方法主要是在光伏电池下部增设空气流道，利用自然对流或强制对流来为光伏电池散热，但是由于空气的传热系数较低，因此往往达不到理想的效果，并且大量的热量散失到空气中会造成了能量的浪费。
2.制冷
由于压缩空调的种种弊端，人们开始致力于寻找新型的制冷方式，半导体制冷就是这些新型制冷方式中的一颗璀璨新星。
热电制冷又称半导体制冷、温差电制冷。1834年J.A.C帕尔帖首先发现帕尔帖效应，即用两块不同导体联接成电偶，并接上直流电源，当电偶上流过电流时，会发生能量转移现象，
一个接头处放出热量变热，另一个接头处吸收热量变冷，这种现象称为帕尔贴效应，并且这种现象是可逆的。半导体热电偶由N型半导体和P型半导体组成。N型材料有多余的电子，有负温差电势。P 型材料电子不足，有正温差电势；当电子从P型穿过结点至N型时，
结点的温度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相当于结点所消耗的能量。相反，当电子从N型流至P型材料时，结点的温度就会升高。
图4 半导体制冷片原理图及示意图
三、TRIZ解题流程
（一）系统完备性法则
1.光→电转化系统
（2）光→热太阳能利用系统
（3）半导体制冷系统
二）系统分析
（三）功能分析1.热水器
2.半导体制冷堆
3.太阳能发电系统
（
四）资源
分析
（五）最终理想解
全面实现太阳能与建筑一体化及太阳能光热光电综合应用一体化，建成最理想的零能耗房。
四、运用TRIZ工具
（一）发明问题标准解法——冷却水梯级升温技术
热水器一般由太阳能集热器、保温水箱和控制器组成。然而众所周知，普通热水器的加热性能并不好。在超系统中，半导体制冷堆有热量的产生，太阳能电池板也会散发出热量。
物-场模型分析：
系统改进：由于存在热品质不高的问题，经分析得出该模型为效应不足的完整模型。应用标准解法第2级中的强化物场模型的解法和标准解法第3级中的1、2个标准解法。
S2.2.5构造场
通过使用异质场或持久场，或可调节立体结构代替同质场或无组织的场，来加强物场模型。
S3.1.1系统转化1a：创建双、多系统
处于任意进化阶段的系统性能可通过系统转化，系统与另外一个系统组合，从而建立一个更复杂的双、多系统来得到加强。
考虑到太阳能发电装置和半导体制冷装置中均有热量的产生，是可利用的资源。可以将热水器、太阳能发电、半导体制冷系统连接起来。让水依次流过，充分吸收热量。
（二）物-场分析——半导体制冷堆
1.问题描述
半导体制冷片利用的是帕尔贴效应，图12、13反映了制冷量及制冷系数随冷热端热导的变化：冷热端温差越小，制冷量和制冷系数越大；热端温度越低，冷端温度越高，制冷量和制冷系数越大。所以
为了提高制冷效率，需要降低冷热端的温差；并且应当有效利用上热端产生的热量。
图12热端热导对制冷量和制冷系数影响图13冷端热导对制冷量和制冷系数影响
2.系统物场分析
3.构建物场模型
①选择解法：不完整模型有2个一般解法，本题采用第一个解法，补齐所缺失的元素，增加工具S2。
②发展概念：由于系统中的资源有空气（风）、水等，可以考虑用流动水带走热量和用风带走热量。
（三）技术矛盾——储能系统
众所周知建筑物供暖负荷远大于其生活热水负荷，所以在非采暖季节会产生热水过剩的现象，为解决这一问题我们采取季节性蓄水的办法将多余热量储存起来。
系统组成：容器、水、热量
主要功能：储存热水
系统要素：热水、能量
技术矛盾：减小热水体积同时又减小能量损失
改善参数为（22）能量损失——为了减少能量损失，需要不同的技术来改善能量的利用，恶化参数为（8）静止物体的体积——静止物体所占的空间体积。
查询矛盾矩阵后得到的创新原理[7]，嵌套原则。一个物体位于另一个物体之内，而后者又位于第三个物体之内等。所以我们将热水储存到地下。既节约了空间又有效防止了热量损失。
物理矛盾——光热系统；
物理矛盾：太阳能热水器的面积要大，以便接收更多的热量；但是由于受到屋顶面积的限制，太阳能电池板的面积将减小，会造成发电量不够。
解决方法：运用物理矛盾的11种分离方法之中的3将系统换为反系统，或将系统与反系统相结合。
用适当大的电池板产生足够的电能，用水收集在发电过程中产生的废热，以减少太阳能产热的压力。
五、解决方案
（一）热端散热方案的选择
1.热端散热方案
①利用空气作为介质来为半导体制冷片热端及光伏电池散热并吸收多余的热量，再利用热交换器将热量传递给水，从而得到高品质热水。
②利用水作为介质为半导体制冷片热端及光伏电池散热并吸收多余的热量，然后通过太阳能集热器进一步升温，从而得到高品质热水。
2.热端散热方案的评价
图14 实验系统图
由于不同的散热方式下半导体制冷片的制冷性能不同，因此本文选用了两种散热方式进行了实验研究。试验系统主要由半导体制冷片，散热装置，蓄冷装置，循环泵，供变电设备，恒温水浴以及温度、电压、电流数据采集系统组成，实验系统如图14所示。实验所用半导体制冷片，最大温差电流为6.0A，最大温差电压为14.7 V，最大制冷功率为53.3W，最大温差为67℃。半导体热端散热采用水冷和风冷两种方式，其中风冷采用风扇直吹，水冷采用循环泵将恒温水通入制冷片
热端水冷片中，水冷所需恒温由数码恒温水浴产生。冷端制冷量由循环水带走，在保温量热瓶中储存。实验过程中所需直流电由直流电源交变产生，通过调节直流电源的电流和电压控制半导体制冷片输入功率以达到控制其制冷量的目的。实验过程中的温度值由数字万用表采集，采集频率为每分钟2次。实验采用K型热电偶测量温度。系统共布置温度测点5个，分别测量保温容器内的水温，冷却水进口温度、冷却水出口温度、冷端温度、热端温度。
图15 风冷与水冷散热方式的比较图16 水冷散热对制冷效果的影响
本文首先进行了空白实验，即关闭制冷片、开启散热风扇观察被冷却水循环过程中温度的变化情况。图15中给出了两种散热方式的比较，图中可以看出水冷效果好于风冷。由此可见降低热端的温度可以提高制冷片的制冷量。图16中给出了不同冷却水温度下水冷散热对制冷片制冷效果的影响，由图可知随着冷却水温度的降低，制冷效果逐渐提高。这说明采用水冷方式可以有效提高制冷片的制冷量，因此本项目提出采用地下水（温度15度）冷却半导体制冷片的方式是可行的。
六、确定最终方案
（一）系统简介
图17 系统示意图
图18 系统效果图
本系统结构如图17所示，由太阳能电池模块、半导体模块、热水器模块以及季节性蓄热模块组成。夏季时，太阳能电池产生的电流通过半导体制冷片，使半导体制冷片工作，冷端以冷媒—风交换器，
通过将室内空气吹掠过半导体冷端散冷器并吹出冷风,达到制冷目的。实验证明，太阳能电池和半导体热端的高温会制约太阳能电池的发电效率以及半导体制冷片的制冷量，因此我们采用水这一良好的载热体为其降温，完成降温后具有一定温升的冷却水通过太阳能集热器再次升温，形成高品质热水，一部分供人们日常生活使用，另一部分输送到地下被储存起来，图19为夏季时系统运行的水循环路线图。冬季时，通以反向电流，半导体冷热端互换，达到制热的效果，但冬季普遍存在太阳能电池板和太阳能集热器表面温度较低，所得热水温度达不到生活需求和半导体热端制热量不足，难以使室温达到理想温度等问题，此时可以将地下储存的热水取出，一部分热水与冷却水换热，使冷却水有一定温升后，再使冷水通过太阳能电池和太阳能集热器形成高品质热水，另一部分热水通过冷端的吸热作用将热量传递到热端从而提高室内温度，图20为冬季时系统运行的水循环路线图。本系
统可以满足夏季制冷、冬季取暖的需求，同时一年四季供给生活热水。
图19 夏季水循环路线图
图20 冬季水循环路线图
（二）实验研究
为了寻找最佳的工作参数，作者利用上文所示的实验系统进行了实验研究，实验结果如下文所示。
图21中给出制冷片输入电流对其制冷效果的影响。由图7可知随着输入电流的增加，输入功率呈递增趋势，当输入电流大于2.4A 时，输入功率与输入电流呈线性关系，输入电压基本保持稳定。而对制冷片而言随着输入电流的增加其制冷量呈先增加后降低的趋势。根据文献中提供的方法，本文认为实验中所采用的制冷片最佳的输入电流为2.8A，对应的输入功率30W。
图22为不同冷却水温度对制冷片制冷效果的影响，以此做参考选择合适的冷却水源。图8中给出了不同冷却水水温对制冷效果的影响。由图可以看出，随着冷却水温度的降低制冷片的制冷量增大。由此可以推断冷却水温度越低，冷却效果越好，制冷片的制冷量越大，但是存在极限情况。在不考虑制备冷却水的情况，实际自然界夏季存在的最佳冷却水源为地下水。
（三）新方案功能模型的建立
本文在相关设计计算的基础上建立的系统模型。
太阳能光电光热技术
太阳能光电光热技术 目前,我国光电应用主要是通信领域，包括微波中继站、卫星通信地面站、卫星电视接收差转系统、通信台站等，市场占有率约50%。独立光伏电站和户用光伏电源系统市场占有率约30%，主要有县乡级光伏电站400余座、农村学校的光伏发电系统80座和家用光伏电源系统15万套。其中规模较大的有西藏安多、班戈、尼玛、双湖等7座县级光伏电站，总装机容量425kWp。 2001年度，我国光伏组件总装机容量具有22.8 MWp，占世界的1.4%，2001年太阳电池的产量为3.8 MWp，正在建设的几条生产线生产能力已经有2～10 MWp的规模，预计未来几年我国光伏发电将有较大的发展。截止到2001年底，我国其累积生产小型离网风机约有21万台，大型并网风电机组40万kw，太阳电池22.8MWp,太阳能热水器3200万㎡，--- 由国家计委组织实施的旨在利用光伏发电和小型风力发电机解决边远无电地区人约2300万人民生活用电的“光明工程”正在我国西部全面展开，今年已投入18亿元人民币建设总计12 MWp的乡村光伏发电系统。我国已经成功地建造了几个光伏并网示范工程，目前，兆瓦级并网光伏电站正在深圳市建设。 新能源将成为２００８年北京奥运会的主角。奥运村９０％的洗浴热水将依靠太阳能产生，奥运场馆周围８０％至９０％的路灯也将由太阳能发电点亮。高科技环保能源建筑将使人处在一个能源不断循环再生、充满自然景观的人工大自然中。计划到2010年，利用风力发电和光伏发电技术解决2300万边远地区人口的用电问题，使其人均拥有发电容量到100W的水平，相当于届时全国人均拥有发电容量的1/3。 绿色能源为奥运场馆注入新动力
太阳能光伏建筑一体化
太阳能光伏建筑一体化 （一）前言 1. 1金融危机促进发展新能源-太阳能光伏建筑一体化 2008年世界金融危机使全球资产面临重新溢价，金融版图随之悄然改写，与之相伴的还有国际油价的跌宕起伏。伴随金融危机恐慌心理的蔓延，影响金融危机的因素扩大。能源安全，作为世界各国政府密切关注及深入研究的课题亦被提上议事日程，世界各国从保护国家安全角度，制定和调整本国的能源战略。为了对付世界性的能源、环境、金融等危机的影响，各国政府高度重视可再生清洁新能源，并把太阳能发电作为首选发展方向。 新能源规划有三个方面的意义，第一是应对当前的金融危机，扩大内需、拉动投资、增加就业，第二个是应对气候变化，调整能源结构，持续能源的可持续发展。第三个是抢占未来经济发展的制高点，提升中国能源的国际竞争力”。这项“金太阳”工程的的重点内容将是以国家财政补贴的形式，支持国内光伏市场的启动。把新能源的发展提高到前所未有的“战略高度”。这一系列行动，不仅在中国，而且在全世界范围内产生了极其明显的连动效应，引发了全国各地政府和企业界“光伏
积极性”空前高涨。一场“太阳能建筑一体化”风暴正在全国各地掀起。在创建节约型社会的主题带动下，各地政府、企业界纷纷聚焦“太阳能光伏建筑一体化”，一场能源产业的革命已经在爆发边缘，开创太阳能光伏建筑一体化春天。
中国将进一步把太阳能光伏建筑一体化技术作为能源技术发展的优先主题，大力提高一次能源和终端能源利用技术水平。提升能源装备制造水平，加强能源领域前沿技术研究和基础科学研究，探索太阳能光伏建筑一体化新能源的新途径，大力推进先进适用太阳能光伏建筑一体化 1.2 四万亿救市计划是光伏建筑一体化新能源逆势上扬的强大动力 为了应对金融危机给国内产业带来的不利影响，中国制定了高达4万亿元的投资计划，同时推出了“十大措施”。“加强生态环境建设、支持重点节能减排工程”成为其中亮点，政府在4万亿救市计划中着重强调节能环保领域，无疑是给光伏建筑一体化再生能源、太阳能光伏企业提供了广阔的市场机遇。光伏建筑一体化产业将会逆势上扬。 1．3推动光伏建筑一体化应用是落实扩内需、调结构、保增长的重要着力点。推动光伏建筑一体化应用是促进我国光电产业健康发展的现实需要。三文件为推动光电建筑应用、拓展国内应用市场、创造稳定的市场需求、促进我国光电产业健康发展提供了可靠的政策依据。三文件优先支持技术先进、产品效率高、建筑一体化程度高、落实上网电价分摊政策的示范项目，从而不断促进提高光电建筑一体化应用水平，增强产业竞争力。对推动光伏
光伏建筑一体化(BIPV)行业分析报告
光伏建筑一体光伏建筑一体化化（BIPV BIPV）） 行业行业研究研究研究报告报告报告 2008-9-10
目录 一、BIPV行业概述 (3) （一）BIPV概念 (3) （二）BIPV系统原理 (3) （三）BIPV实现形式 (4) （四）BIPV关键技术 (5) （五）BIPV优越性 (6) （六）BIPV应用领域 (6) 二、BIPV行业国内外发展状况 (7) （一）BIPV行业国外发展状况 (7) （二）BIPV行业国内发展状况 (8) （三）国内外涉足BIPV主要企业 (10) 三、上游光伏电池行业分析 (11) （一）太阳能光伏行业介绍 (11) （二）光伏行业发展状况 (13) 四、BIPV下游市场需求分析 (16) （一）BIPV国际市场需求 (16) （二）BIPV国内市场需求 (16) 五、BIPV国内外产业政策 (17) （一）国外光伏发电产业政策 (17) （二）我国并网光伏发电的政策 (17) （三）我国BIPV相关政策法规 (18) 六、BIPV行业发展前景展望 (20) （一）影响行业发展有利和不利因素 (20) （二）BIPV市场前景 (22)
行业概述 概述 一、BIPV行业 概述 概念 （一）BIPV概念 光伏建筑一体化(Building Integated Photovoltaies，简称BIPV)指在建筑外围护结构的表面安装光伏组件提供电力，同时作为建筑结构的功能部分，取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等，也可以做成光伏多功能建筑组件，实现更多的功能，如光伏光热系统、与照明结合、与建筑遮阳结合等。 图1：BIPV示意图 系统原理 （二）BIPV系统原理 BIPV系统有独立发电和并网发电两种形式。独立发电系统就是光伏系统产生的电仅供自己使用；并网发电系统就是光伏系统与公共电网相连，光伏发电系统产生的电除自己使用外，还可向公共电网输出。独立发电和并网发电发电系统的原理如图所示。
太阳能光伏发电与建筑一体化
毕业论文 题目太阳能光伏发电与建筑一体化学院光伏学院 专业光伏材料应用与加工技术 姓名代承林
摘要：随着世界能源危机的日益显现，节能建筑是世界建筑发展的趋向，洁净能源，尤其是太阳能的合理、高效利用是未来建筑设计的重要内容。其中，代表太阳能应用最尖端、最有潜力的光伏发电将是节能建筑的主角。联合国能源机构的调查报告显示，太阳能光伏建筑一体化业将是21世纪最重要的新兴产业之一。本论文尝试从技术性和美学性两方面入手，提出在建筑方案阶段就将光伏板纳入构思中，根据光伏板对光照的要求，利用光伏板特殊的颜色、肌理、构造与建筑进行整合，使之成为建筑物的一个有机组成部分。在总结了大量国外成熟的光伏建筑一体化设计实例的基础上，从当前世界金融危机促进太阳能光伏建筑一体化发展的观点入手，论述了太阳能光伏建筑一体化的定义、原理、类型、方式点和要求，介绍了薄膜光电池在太阳能光伏建筑一体化的发展及优势，列举了一些国内外案例，光伏建筑一体化太阳能将成为功效最佳、价格最低廉的替代新能源，太阳能光伏建筑一体化发展任重道远。 关键词：太阳能；光伏建筑；光伏屋顶；光伏幕墙；光伏LED；一体化
目录 （一）光伏发电与建筑一体化的发展道路与影响 (2) （二）太阳能光伏建筑一体化(BIPV) (2) 2．1太阳能光伏建筑一体化的定义与原则 (2) 2．2太阳能光伏建筑一体化原则 (2) 2．3为什么要光伏与建筑一体化 (3) 2．4光伏建筑一体化的类型 (3) 2．5光伏建筑一体化的方式 (4) 2．6 光伏建筑一体化的10种形式 (6) 2．7 光伏建筑一体化的系统工作原理 (6) （三）光伏建筑系统的设计，施工及维护 (7) 3.1光伏建筑系统的设计计算 (7) 3.2太阳能光伏建筑系统的安装 (8) （四）非晶硅薄膜电池在光伏建筑一体化中的优势 (9) 4．1 薄膜太阳能电池的优越性 (9) 4．2 新型薄膜太阳能电池发展尤为迅速 (9) 4．3 非晶硅薄膜电池 (10) (五) 国内相关工程介绍 (10) 5.1 德国柏林火车站 (10) 5.2 威海市民文化中心 (10) 5.3 青岛客运中心 (10) 5.4 北京奥体中心体育场 (11) 5.5 北京辉煌净雅大酒店LED多媒体动态幕墙 (12) （六）光伏建筑一体化太阳能将成为功效最佳，价格最低廉的替代新能源 (12) （七）太阳能光伏发电与建筑一体化的发展任重道远 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14)
宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收实施细则
宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收实施细则
宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收实施细则 时间:2010-7-2 10:39:13 阅读:47次编辑:nbghzx 来源 １总则 1.0.1 为规范宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收，推动太阳能热水系统这一绿色能源体系的广泛应用，制定本实施细则。 1.0.2 本实施细则适用于宁波市新建、改建、扩建的公共建筑及居住建筑分户式和集中式太阳能热水系统。在既有居住建筑及其它民用建筑上设置太阳能热水系统，可参照执行。 1.0.3 新建十二层及以下的居住建筑及有热水系统要求的公共建筑，建设单位应为全体用户配置太阳能热水系统，并做好太阳能热水系统与建筑的一体化工作。其它民用建筑推广应用太阳能热水系统。 1.0.4 当在既有建筑上增设或改造已经安装的太阳能热水系统时，应进行建筑结构安全性复核，并应满足建筑、结构及其它相应的安全性要求。 1.0.5 当在建筑物上安装、设计太阳能热水系统时，应进行日照模拟分析，不得降低相邻建筑物
的日照标准，其中小高层及高层住宅区域规划设计及进行日照分析时，宜为太阳能热水系统的应用预留条件。 1.0.6 民用建筑太阳能热水系统的设计、安装及验收，除应符合本实施细则外，尚应符合国家、省现行的有关标准的要求。 3 基本规定 3.0.1 太阳能是一种可再生的绿色能源，民用建筑的生活热水制取应优先采用太阳能热水系统。 3.0.2 太阳能热水系统设计应遵循因地制宜的原则，需建立在宁波本地区可靠的气候资料基础上（太阳逐时辐射模型），可采用宁波市典型气象年数据文件中的辐射数据（详附录A）。 3.0.3 高层类（12层以上）住宅及公共建筑宜在条件许可的前提下，尽量选取合理的太阳能热水系统制取生活热水。也可以采用栏板式、阳台式集热器制取生活热水，但应保证集热器能充分地采集阳光。 3.0.4 新建建筑太阳能热水系统应纳入建筑工程设计，统一规划、同步设计、同步施工、同步验收，与建筑工程同时投入使用，不得采用管道预留、用户自理的方式。
太阳能光热光电综合利用
本文由hpshu贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 2009 年第 1 期 上海电力 可再生能源发电 太阳能光热光电综合利用 倪明江 ,骆仲泱 ,寿春晖 ,王 ,赵佳飞 ,岑可法涛 ( 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室 ,浙江杭州 310027) 摘 : 太阳能光热光电的综合利用技术是将聚光、要分光、热电联用等技术集成 ,通过对太阳能全波段能量进行一体化地利用 ,可极大地提高太阳能的利用效率 ,降低成本 ,具有重要的研究价值和市场应用价值。文章介绍了太阳能光热光电综合利用系统的技术情况 ,分别对集中式和分布式两种技术路线作了阐述 ,分析了聚光 PV/ T 系统以及与建筑一体化设计的 PV/ T 系统的未来发展方向。最后 , 结合各类太阳能利用系统的特点 , 比较分析了各种光热光电技术存在的问题 ,提出了综合利用各种光热光电技术来提高应用效果的理念。关键词 : 太阳能利用技术 ; 热发电 ; 聚光热电联用 ; 光热光电综合利用中图分类号 : T K513 文献标识码 :A 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目(50676082) 1 引言 传统化石能源的大量使用 , 不仅造成了化石能源本身的短缺 , 也给世界环境带来了极大的危害 ,给人类生存空间造成了严重威胁。寻求可再生能源的高效清洁利用成了目前人类面临的共同问题 [ 1 ,2 ] 发展。而以现今的发展趋势来看 , 太阳能热力发电和光伏发电将是世界各国在太阳能利用领域研究的新重点。 2. 1 热利用 太阳能热利用方面 , 中国已成为世界上最大的太阳能热利用产品的生产、应用和出口的国家。 2007 年 ,集热器总保有量约为 10 800 万 m2 。热 。太阳能作为可再生清洁能源蕴藏着巨 15 大能量 ,被普遍认为是理想的新能源。太阳辐射到达地球表面的能量高达 4 ×1 0 5 利用形式多样 , 包括了太阳能热水器、太阳能空调、太阳能干燥和太阳能海水淡化等。 ( 1 ) 太阳能热水器太阳能热水器是太阳能热利用中最常见的一种装置。其基本原理是将太阳辐射能收集起来 , 通过与物质的相互作用转换成热能供生产和生活利用。我国是世界上最大的太阳能热水器制造中心 , 由我国生产的集热器推广面积约占世界的 76 % 。随着太阳能热水器的发展 ,出现了闷晒式、 M W , 相当于 每年 3. 6 ×亿 t 标准煤 ,约为全球能耗的 2000 10 倍。太阳能可以免费使用 ,又不需要运输 ,对环境无任何污染。在传统化石能源储备减少、价格快速上升 ,在温室气体排放引发的气候环境问题愈来愈显著的今天 , 太阳能作为可再生能源和新能源的代表 , 得到越来越多的关注 , 太阳能的利用、太阳能材料及相关技术的开发在世界范围内引起了重视
太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率
太阳能电池板太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率. 1.效率越大,相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大, 用高效率的太阳 能电池板可以节省安装面积, 但是价格更贵. 2.太阳能电池的功率, 在太阳能电池板的背面标牌中, 有关于太阳能电池 板的输出参数, 如VOC开路电压,ISC短路电流,VMP工作电压,IMP工作电流, 等. 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了, 这两个相乘就可以得 这块太阳能电池板的输出功率. 太阳能电池板介绍：采用高质量单晶/多晶硅材料,经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板,有良好的光电转换效果,外形美观,使用寿命长。 太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。 太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输 出功率也越大。 2.太阳能电池板的种类 (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单 晶硅太阳能电池还略好。
光伏建筑一体化 论文
学生毕业设计（论文） 题目光伏建筑一体化 学院 专业 班级 姓名 学号 指导教师 完成日期 引言 太阳能光伏建筑一体化（BIPV）系统，是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏发电阵列安装在建筑的围护结构外表来提供电力。这和系统有诸多优点，如有效利用建筑外表面、无需额外用地或者加建其他设施、节约外饰材料（玻璃幕墙等）、外观更有魅力、缓解电力需求、降低夏季空调负荷、改善室内热环境等。光伏建筑一体化系统是目前世界上大规模利用光伏技术发电的重要市场，一些发达国家都将光伏建筑一体化作为重点项目积极推进。近年来，国外推行在用电密集的城镇建筑物上安装光伏系统，并采用与公共电网并网的形式，极大地推动了光伏并网系统的发展，光伏与建筑一体化已经占据了整个太阳能发电量的最大比例。 光伏应用技术作为一种新型的技术，在建筑学上已经成为一种新的可行的选择。光伏应用技术利用太阳光这种巨大的可再生能源来产生电力，其光伏转换构件既可以安装在建筑
物上，又可以作为多功能建筑材料构成实际的建筑物部件，光伏建筑的产生是建筑物设计领域超越能源意识的新型设计意识，对人类生态环境起着重要作用。 光伏并网和建筑一体化的发展，标志着光伏发电由边远地区向城市过渡，由补充能源向替代能源过渡，人类社会向可持续发展的能源体系过渡。太阳能光伏发电将作为最具可持续发展特征的能源技术进入能源机构其比例将愈来愈大并成为能源主体构成之一。 摘要：本文介绍了光伏发电原理，并对光伏发电系统的种类分别进行总结，针对不同发电系统的特点，指出了其不同的适用环境；通过对光伏与建筑结合方式的总结，系统的概括了所有光伏建筑的结合方式，并对其优劣进行对比；总结了光伏建筑的优点，分析了世界各国的光伏建筑发展情况；最后对光伏建筑前景进行了分析。 关键词：半导体；光伏建筑一体化；太阳电池；光伏幕墙 目录 摘要 (2) 1 引言 (2) 2光伏建筑一体化原理 (3) 2.1太阳电池原理 (3) 2.2光伏发电系统 (3) 2.3 BIPV建筑一体化 (4) 3光伏与建筑相结合的形式 (5) 3.1建筑与光伏系统的结合 (5) 3.2建筑与光伏组件的结合 (6) 4 BIPV系统的发展前景 (8) 4.1.光伏建筑一体化的优点 (8) 4.2世界各国的光伏建筑发展情况 (8) 5总结 (10) 6 致谢 (11) 7 参考文献 (11) 2光伏建筑一体化原理 2.1 太阳电池原理 半导体根据导电机理的不同可分为P型半导体和N型半导体。当太阳光照射到半导体时，半导体中的电子被激发而移动，失去电子的地方就形成空穴。P型半导体和N型半导体结合
太阳能光伏建筑一体化的设计要点
太阳能光伏建筑一体化的设计要点 【摘要】光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式，其主体是建筑，客体是光伏系统。设计中要十分注意与建筑形式、结构形式和发电形式的配合，选择合适的光伏组件。【关键词】光伏建筑一体化建筑结构形式光伏方阵 1引言 能源是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础。太阳能是资源最丰富的可再生能源，具有独特的优势和巨大的开发利用潜力。充分利用太阳能有利于保持人与自然的和谐相处及能源与环境的协调发展。 太阳能光伏建筑一体化BIPV(Bui1ding Integrated Photovoltaias)，是在2006年9月30日深圳太阳能学会年会上首次提出。在这次会议上，建筑领域的代表，介绍了光伏建筑相关的另一个重要概念，“零能耗建筑”，一旦光伏建筑的发电量达到能够满足住户生活需求。则称之为“零能耗建筑”。由于建筑是一个复杂的系统，一个完整的统一体，如果要将新型太阳能技术融入到建筑设计中，同时继续保持建筑的文化特征，就应该从技术和美学两方面入手，使建筑设计与太阳能技术有机结合，由此产生了“一体化设计”的概念，“一体化设计”是指在建筑规划设计之初，就将太阳能利用纳入设计内容，使之成为建筑的一个有机组成部分，统一设计，施工，调试。 2光伏建筑一体化分类
根据光伏方阵与建筑结合形式的不同，BIPV可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合。将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物作为光伏方阵载体，起支承作用。另一类是光伏方阵与建筑的集成。光伏组件以一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。如光电屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。光伏方阵与建筑的结合是一种常用的BIPV形式，特别是与建筑屋面的结合。光伏方阵与建筑的集成是BIPV的一种高级形式，它对光伏组件的要求较高。光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求同时还要兼顾建筑的基本功能要求。 常见的与建筑结合的安装方式 3建筑设计要点 光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式，其主体是建筑，客体是光伏系统。因此，BIPV设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则，任
太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率
太阳能电池板 太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率. 1.效率越大,相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大, 用高效率的太阳能电池板可以节省安装面积, 但是价格更贵. 2.太阳能电池的功率, 在太阳能电池板的背面标牌中, 有关于太阳能电池板的输出参数, 如VOC开路电压,ISC短路电流,VMP工作电压,IMP工作电流, 等. 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了, 这两个相乘就可以得这块太阳能电池板的输出功率. 太阳能电池板介绍：采用高质量单晶/多晶硅材料,经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板,有良好的光电转换效果,外形美观,使用寿命长。 太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。 太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相 同光照条件下的输出功率也越大。 2.太阳能电池板的种类 (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。 ：
皇明教育基地20MW太阳能光电建筑一体化应用示范项目技术方案
皇明教育基地20MW太阳能光电建筑一体化应用示范项目技术方案
皇明教育基地2.0MW太阳能光电建筑一体化应用示范项目 技术方案
目录 1 项目概况 (3) 1.1项目基本情况 (3) 1.2 地理位置、资源概况 (3) 2 设计依据及说明 (3) 3 光伏发电原理简介及特点 (4) 3.1 太阳能利用概况 (4) 3.2 光伏发电原理 (4) 3.3 光伏系统发电的特点 (5) 4 总体设计方案 (5) 4.1 方案概述 (5) 4.2 太阳能光伏发电的利用方式 (7)
4.2.1 独立光伏发电方式 (7) 4.2.2 并网光伏发电方式 (7) 4.2.3 本工程发电模式 (8) 5 太阳能电池组件的安装结构设计 (9) 5.1 安装结构分类简介 (9) 5.2 太阳能光电建筑光伏与建筑的结构设计 (9) 5.3 皇明2.0MW并网光伏发电工程安装结构设计 (10) 5.4 光伏建筑一体化的意义 (11) 6 光伏阵列的设计 (11) 6.1 太阳电池组件朝向与倾角设计 (11) 6.2 遮挡设计 (12) 6.3 发电量计算 (13) 6.4 光伏组件串联数量的设计依据 (13) 7 太阳电池组件选型 (14) 8 光伏并网逆变器 (16) 9 光伏阵列汇流的设计 (16) 10、直流防雷配电柜 (17) 11 交流配电单元 (18) 12 线缆、桥架及光伏支架等 (18) 13 接入电网方案 (19) 14 数据采集、监控及通讯系统 (21) 15 系统防雷、接地设计 (21) 15.1 防雷设计 (21) 15.2 接地 (22)
关于执行太阳能热水系统与民用建筑一体化技术的通知
本文由ｌｉｕｙｕｎｆｅｉ１２１５贡献 ｄｏｃ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机查看。 关于执行太阳能热水系统与民用建筑一体化技术的通知 发布部门： 河北省建设厅 文号： 冀建质〔２００８〕６１１ 号 日期： ２００８－１０－１３ ００：００ 号 ［ 大 中 小 ］ ［ 背景颜色 ］ ［ 打印文章 ］ ［ 关闭本页 ］ 各设区市建设局、规划局、住房保障和房产管理局、华北石油管理局： 为贯彻落实《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国可再生能源法》、《民用建筑节能条例》等有关 法律法规，以及《国务院关于加强节能工作的决定》的精神，促进我省建设领域节能工作全面开展，加快民用建筑太 阳能热水系统一体化技术应用的步伐，根据国家《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（ＧＢ５０３６４－２００５）、《太 阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》（ＧＢ／Ｔ１８７１３－２００２）等标准规范的规定，决定在我省民用建筑中全面 执行太阳能热水系统一体化技术。现将有关事项通知如下： 一、新建民用建筑应将太阳能热水系统作为建筑设计的组成部分，与建筑主体工程同步设计、同步施工，同步验 收。 十二层及以下的新建居住建筑和实行集中供应热水的医院、学校、饭店、游泳池、公共浴室（洗浴场所）等热水 消耗大户，必须采用太阳能热水系统与建筑一体化技术；对具备利用太阳能热水系统条件的十二层以上民用建筑，建 设单位应当采用太阳能热水系统。国家机关和政府投资的民用建筑，应带头采用太阳能热水系统。 对因技术或其他特殊原因不能采用太阳能热水系统的民用建筑，由当地建设行政主管部门审核认定是否采用太阳 能热水系统，对应采用而不采用太阳能热水系统的民用建筑，规划行政主管部门不得颁发建设工程规划许可证，施工 图审查机构不得出具施工图审查合格书，建设行政主管部门不得颁发建筑工程施工许可证、不得办理竣工验收备案手 续。 对未设置太阳能热水系统的既有民用建筑，鼓励产权单位或物业公司在确保建筑质量和安全，不影响环境景观的 前提下，统一组织配置太阳能热水系统。 二、各级规划行政主管部门依法对民用建筑设计方案进行审查时，应充分考虑太阳能热水系统利用的要求，合理 确定建筑的布局、形状和朝向。 三、各级建设行政主管部门应将太阳能热水系统的设计纳入设计管理体系；对太阳能热水系统安装工程实行质量 监督和验收管理；对从事太阳能热水系统安装维修业务的企业实行监督管理。 四、各级住房保障行政主管部门应积极支持、协调产权单位或物业公司，有计划、有组织地实施太阳能热水系统 一体化改造。 五、设计单位应将太阳能热水系统与建筑主体工程同步设计，做到太阳能热水系统与建筑有机结合，融为一体、 协调统一，整齐美观，确保结构安全、使用可靠；设计图纸内容、深度应满足施工安装的要求。 六、太阳能热水系统必须纳入建筑节能设计专项审查，施工图审查机构应在建筑节能专项审查中对太阳能热水系 统提出专项审查意见，审查合格的应在《民用建筑节能设计审查备案登记表》中注明，并报当地建设行政主管部门备 案。 七、施工单位、工程监理单位应严格按照审查合格的施工图设计文件、有关技术规范进行施工和监理，并对进入 施工现场的太阳能热水设备和配件进行查验，严禁将不合格的太阳能热水设备及其配件应用于工程中。 八、建设单位在签订设计合同、施工合同时，应明确约定采用太阳能热水系统的具体要求，不得明示或暗示设计 单位、施工单位不采用太阳能热水系统和使用不符合产品技术标准的设备；建设单位在组织工程竣工验收时，必须在 建筑节能专项验收时对太阳能热水系统一并验收。 九、任何单位和个人不得擅自变更和取消太阳能热水系统设计内容，施工中有涉及太阳能热水系统的设计变更必 须经原设计单位变更设计，由原施工图审查机构审查合格后方可变更。对擅自取消太阳能热水系统的工程，不得通过 竣工验收。 十、各设区市、县（市）应在 ２００８ 年 １１ 月 １ 日起全面执行民用建筑太阳能热水系统一体化技术。 十一、各设区市主管部门要根据本通知要求，结合本地实际，制定具体措施，确保民用建筑采用太阳能热水系统 一体化技术落实到位，形成制度，抓出成效。 二〇〇八年十月十三日 １本文由ｌｉｕｙｕｎｆｅｉ１２１５贡献
太阳能光热光电综合利用
太阳能光热光电综合利用 倪明江,骆仲泱,寿春晖,王 涛,赵佳飞,岑可法 (浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江 杭州 310027) 摘 要:太阳能光热光电的综合利用技术是将聚光、分光、热电联用等技术集成,通过对太阳能全波段能量进行一体化地利用,可极大地提高太阳能的利用效率,降低成本,具有重要的研究价值和市场应用价值。文章介绍了太阳能光热光电综合利用系统的技术情况,分别对集中式和分布式两种技术路线作了阐述,分析了聚光PV/T系统以及与建筑一体化设计的P V/T系统的未来发展方向。最后,结合各类太阳能利用系统的特点,比较分析了各种光热光电技术存在的问题,提出了综合利用各种光热光电技术来提高应用效果的理念。 关键词:太阳能利用技术;热发电;聚光热电联用;光热光电综合利用 中图分类号:T K513 文献标识码:A 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50676082) 1 引言 传统化石能源的大量使用,不仅造成了化石能源本身的短缺,也给世界环境带来了极大的危害,给人类生存空间造成了严重威胁。寻求可再生能源的高效清洁利用成了目前人类面临的共同问题[1,2]。太阳能作为可再生清洁能源蕴藏着巨大能量,被普遍认为是理想的新能源。太阳辐射到达地球表面的能量高达4 1015MW,相当于每年3.6 105亿t标准煤,约为全球能耗的2000倍。太阳能可以免费使用,又不需要运输,对环境无任何污染。在传统化石能源储备减少、价格快速上升,在温室气体排放引发的气候环境问题愈来愈显著的今天,太阳能作为可再生能源和新能源的代表,得到越来越多的关注,太阳能的利用、太阳能材料及相关技术的开发在世界范围内引起了重视[3~5]。 我国太阳能资源丰富,辐射总量约3.3 103 ~8.4 106kJ/(m2a),全国2/3以上地区年日照时数大于2000h[6]。太阳能的有效利用,对缓解我国能源问题、减少CO2排放、保护生态环境都有着重大意义。 2 太阳能利用技术概况 目前利用太阳能的方法,主要有:太阳能集热利用、热力发电、光伏发电、光利用、海水淡化、建筑一体化技术、制氢、干燥技术等。其中太阳能集热利用技术以及太阳能光伏技术已经得到了长足发展。而以现今的发展趋势来看,太阳能热力发电和光伏发电将是世界各国在太阳能利用领域研究的新重点。 2.1 热利用 太阳能热利用方面,中国已成为世界上最大的太阳能热利用产品的生产、应用和出口的国家。2007年,集热器总保有量约为10800万m2。热利用形式多样,包括了太阳能热水器、太阳能空调、太阳能干燥和太阳能海水淡化等。 (1)太阳能热水器 太阳能热水器是太阳能热利用中最常见的一种装置。其基本原理是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能供生产和生活利用。我国是世界上最大的太阳能热水器制造中心,由我国生产的集热器推广面积约占世界的76%。随着太阳能热水器的发展,出现了闷晒式、平板式、玻璃真空管式和热管真空管式等多种应用形式。太阳能热水器以其经济、节能、环保等优点,备受世人瞩目。太阳能热水器在国内市场得到了迅速推广。目前城市太阳能热水器的平均普及率约为15%,部分地区达到31%~60%。随着太阳能热水器关键技术的不断突破,该技术已广泛运用于家庭、宾馆、学校、部队和医院等供淋浴、洗漱及其它需用热水的场所。 (2)太阳能空调 太阳能空调以太阳能作为制冷空调的热源,利用太阳辐射产生中高温蒸气(热水),进而驱动制冷机工作。太阳能制冷首先通过集热器收集太 ! 1 !
安徽省地方标准《太阳能利用与建筑一体化技术标准》
安徽省地方标准《太阳能利用与建筑一体化技术标准》 各相关单位： 安徽省《太阳能利用与建筑一体化技术标准》已经住房和城乡建设部审查，现批准为安徽省地方标准，编号为DB34854-2008，自2009年3月1日起施行。其中，第1.0.8、1.0.9、1. 0.10、3.0.3、4、3.8、4.4.12、6.3.2（6）、6.3.4、6.4.1、6.4.2、6.4.4、6.4.5、6.6.1条（款）为强制性条文。现将省建设厅的通知转发给你们，并结合合肥实际提出如下意见，一并贯彻执行。 一、自2009年3月1日起，我市规划区范围内新建建筑工程中应用太阳能利用系统应纳入建设工程基本建设程序，同步设计、同步施工、同步验收，与建设工程同时投入使用。 规划区范围内新建十二层及以下居住建筑，建设单位应为全体住户配置太阳能热水系统，并做好太阳能利用与建筑一体化。 规划区范围内十二层以上新建居住建筑具备太阳能利用条件的，应采用太阳能热水系统。 规划区范围内新建公共建筑、居住小区的草坪、庭院、住宅建筑楼梯间及地下车库等公共照明部位应统一设计和安装光伏、LED（节能灯）等绿色照明系统。 由政府投资建设和使用的集中热水供应系统的公共建筑，必须带头实施太阳能热水系统的一体化应用。新建、改建和扩建的实施集中供应热水的公共建筑（如医院、学校、宾馆、游泳池、洗浴场所等），应采用太阳能集中供热水技术和产品，已建成的鼓励增设太阳能热水系统。 鼓励农村集中建设的居住点统一设计、安装太阳能热水系统； 二、鼓励和推广太阳能光伏、LED（节能灯）和风能发电技术在城市路灯、景观亮化、道路交通指示牌、村庄道路灯中应用。 三、设计单位应严格按照国家《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》（GB/T187 13-2002）、安徽省《太阳能利用与建筑一体化技术标准》（DB34854-2008）和《合肥市太阳能与建筑一体化技术实施细则》等标准、细则进行系统设计。农村住房应用太阳能热水系统和光伏照明系统也应进行系统设计。 四、施工图审查单位对采用太阳能利用系统的项目应进行专项审查，对应设计采用太阳能利用系统而未进行设计的，不得通过施工图设计审查。审查合格的应在《民用建筑节能设计审查备案登记表》中注明。并做好太阳能利用系统应用方面的季度和年度统计工作。 五、太阳能热水系统和光伏照明系统应由专业施工单位按照安装设计图纸，国家和省、市有关标准规范进行施工，确保工程施工质量和安全。
太阳能光伏建筑一体化技术和应用知识要点习题汇总[1]
第一章光伏建筑发电系统简介 一、填空题 1、光投射到光伏材料上存在、和三种可能。在忽视反射的情况下，材料 对光的吸收量取决于材料的和。材料的光吸收系数由 和共同决定。 2、太阳电池从材料的晶体结构来分有、、；从 Ｐ－ｎ结结构来分有和。 3、为了使太阳电池光－电转换效率高，必须具有：、、这三个条 件。 4、实际情况下，太阳电池的特性中，短路电流I SC与得到的成正比，开路电压V OC与得 到的光强成增大。 5、理想太阳电池的串联电阻R S= ，R S的增大会降低太阳电池的，R S和R Sh对太阳电池性能影响的差别在于R S不会影响，而R Sh的减小会使V OC。 6、光伏与建筑的结合有两种形式为：和。 7、光伏系统应用非常广泛，其基本形式主要可以分为，， 以及四大类。 8、独立光伏发电系统由、、、和组成。根据独立发电系统的应用形式，应用规模和负载的类型对其进行划分可以分为：、 和三大类。 9、光伏照明系统一般采用两种光伏工作点控制策略：或。 10、并网逆变器具有，，，功能。 11、根据逆变器在光伏系统中的布置形式可以将逆变方式分为和。 12、单体太阳电池的输出电压为，电流约为。 13、电能的储存有许多种方式，主要包括、、等。 14、根据波形不同逆变器主要有、、。按运行方式可分为和。 15、光伏发电系统中比较常见的控制方式有和。 16、防止蓄电池大量的长期的过度充电三种经常使用的控制装置是：、 、。 17、对于光伏发电并入电网在电力品质上要求，一般来说小型光伏系统的电压通常为电网正常电压的；在逆变器额定输出功率的时候，总的谐波电流失真应小于基频电流的。 18、用于太阳能电池的半导体材料有、、三种形式。 19、光伏系统与建筑物结合的形式主要包括、。 20、光伏并网系统主要组成有、、、4部分。 21、是光伏并网系统的核心部件和技术关键。 22、集中式逆变分为、、这3种方式。 23、并网系统由、、、、组成。 24、铅酸蓄电池的容量是指电池的，是指蓄电池出厂时规定的该蓄电池在一定的放电电流及一定电解液温度下单格电池的电压降到规定值时所能提供的电量。
浅谈太阳能热水器与建筑一体化
浅谈太阳能热水器与建筑一体化 摘要简要介绍了目前太阳能热水器与建筑一体化的几种方式，并对其优缺点进行了分析。 关键词太阳能热水器建筑一体化集热器 1 引言 在跨入21世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下,发展经济已成为全球热点问题。而能源问题将更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染、温室效应等都与化石燃料的燃烧有关。目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源的开发利用造成的。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21世纪后期的主导能源。 本文仅就太阳能热水器与建筑一体化进行简要介绍。 2 太阳能热水器与建筑结合的形式 我国太阳能热水器的年销量和保有量都是世界第一，太阳能热水器及系统是太阳能利用行业中技术最成熟、推广应用范围最广、经济效益也最显著的实用技术产品。 就目前而言，太阳能热水器与建筑结合的形式主要有以下三种： （1）屋顶单机——多层住宅 （2）分体壁挂式——多层、高层住宅 （3）集中式——多层、高层住宅或公共建筑 3 各种安装形式的特点 太阳能热水器安装形式比较：
3.1屋顶单机 屋顶单机分为两大类产品，一类是承压全自动产品，二类是非承压落水产品。 承压全自动产品的水箱能够承受一定的压力，采用冷水顶热水出的取水方式，冷热水压力相同，水温调节方便，使用舒适；集热管一般不与水直接接触，单根管破损亦不会造成跑水的现象。 非承压落水产品，是目前较普通的产品，最早最简单的结构形式，采用真空玻璃管直接插在水箱内，靠硅胶圈密封，单根管损坏则系统瘫痪；需配套电子控制系统使用，易出现误操作或失灵，后期维护量较大，存在一定的安全隐患，对使用安全性要求不高时一般采用。 屋顶单机系统有以下特点： （1）屋顶采光一般较好，采光效果一致性较强，集热效率高，屋顶面积足够的话，水箱容量可设计成较大的容量。 （2）产品一户一台，分户使用分户管理，使用维护方便。 （3）适用于多层住宅的配套，不适合高层的配套。建筑为平屋顶时，不影响立面效果，建筑为坡屋顶时，对立面的影响较大。建筑屋顶预留太阳能安装基础，保证后期屋顶防水的维护方便。需要建筑预留管道井和电线管，需要建筑屋顶有足够的可用布置空间。 （4）后期的维护量较大，尤其是室外冷热水管路保温伴热的部位，易出现冻裂和烫坏管件的可能。 （5）不同产品的太阳能单机外形差不多，整体外观效果一般。 采用屋顶单机作为建筑一体化的做法，目前不是太阳能与建筑一体化的较好的解决方式。 3.2分体壁挂式 分体壁挂式系统有以下优点： （1）实现分户管理分户使用，个性化强，物业无管理麻烦。 （2）水箱为承压式，顶水式取水，冷热水压力平衡，用水调节方便。解决了屋顶放置空间邻里关系问题、低层住户开阀门长时间排冷水问题、顶层住户热水压力不足问题、通风道排气堵塞性问题等诸多使用方便性和物业管理性问题。 （3）集热器和水箱均不占用屋面，不影响屋顶防水，不影响后期防水维护，避免影响建筑屋顶造型等建筑风格。 （4）突破了太阳能单机产品自然加热，温度不可控温的难点，保证了承压水箱室内放置的安全性。从技术性方面解决了防冻性和过热性问题。 （5）集热盒采用模具化铝合金拉伸料，支架采用铝合金拉伸料型材，实现了集热器的扁平化设计，重量更轻，载荷要求更低，与建筑结合更容易；外表面可根据建筑风格的颜色做喷塑处理，可很好的与建筑整体效果相结合。 （6）在太阳能水箱内设置专用的电辅助加热器舱，舱体表为搪瓷涂层，舱内配有电热器、陶瓷骨架、电控器等装置。电热器通过热辐射加热舱内空气，空气热对流加热舱体，舱体通过热传导加热水箱内的水。真正实现水电分离，使用更安全。 同时分体壁挂式系统又有以下不足： （1）集热器要根据建筑的阳台、墙面的尺寸来确定合理的集热面积与水箱的配比，现场条件不同时，保持固定的配比可能使同一栋楼的不同住户的产水量不同；在现场面积一定的情
太阳能光伏建筑一体化文献综述
太阳能光伏建筑的一体化简介 摘要：本文从太阳能光伏技术应用的现实意义出发，重点分析了光伏建筑一体化( B I P V)的应用特点、相关要求、建筑与结构的设计要点及发电量计算，阐述了光伏技术的应用现状及发展前景 前言：能源问题越来越成为世界关注的热点问题，严峻的能源紧张状况已经危及我国未来国民经济安全运行，引起党和国家的高度重视。太阳能的光伏发电技术是利用光电转换的原理让太阳辐射光能通过半导体的媒介转化成电能，从而使能源的运用更加灵活。从长远看，太阳能的光伏发电技术为城市居住建筑提供了更加广阔的前景，但是在初期的投资高、转化的效率低；就目前来看，太阳能的光伏发电技术和建筑物相结合来研究得最多的是建筑的光伏一体系统简称BIPV 系统[1]。 BIPV将太阳能的发电机组完美地集结在建筑物的屋顶或者墙面上，其工作的原理和普通的光伏发电系统完全一致，唯一的区别在于太阳能的组件既可以被当作系统的发电机，又可以当作建筑物的外墙材料。B I P V系统的发电原理是利用光伏电池的半导体P N结特性，电池片可以吸收阳光将其转成直流电能并输出，将电池封装后成为光伏组件，再将电池组件应用到建筑上，使光伏组件成为光伏建筑的一部分，让光伏组件再结合其它相配套的配电柜、逆变器、变压器等电器设备，便可以输出人们需求的的交流电[2]。 近年来，随着中国绿色建筑的小断发展，光伏建筑一体化系统建筑物小断的涌现，但更多只是在地标性工程或示范工程的应用比较广泛，如上海世博会主题馆、高铁上海虹桥站主站楼、深国际园林花卉博览会等等。 一、光伏建筑一体化系统建筑设计要求 1、一般规定 光伏建筑一体化系统中光伏组件与建筑的 集成结合方式，有光电屋顶、光电幕墙、光电 采光顶和光电遮阳板等。系统设计需结合建筑、 结构等相关专业要求，共同确定系统各组成部 分在建筑中的安装位置。安装在建筑物上的光 伏组件，满足建筑的使用功能及节能要求、结 构安全及使用要求、以及电气安全等要求，并 配置带电警告标识及电气安全防护设施，以免 出现小必要的触电事故。图一、光伏系统组成框图此外，光伏建筑一体化系统规划设计需进行太阳能辐射建筑物、电网等方面的评估。在建筑物上安装该系统小能降低建筑物本身或者是周围相邻建筑物的日照标准;避免周围环境景观、绿化种植及建筑自身的构件投影遮挡投射到光伏组件上的阳光；避免光伏组件对建筑本身或者是周围建筑物群体的二次辐射造成光污染[3]。 2、建筑专业设计要求 安装光伏组件的建筑部位在冬至日全天日照应小低于3h；并在安装光伏组件的部位采取安全防护措施；满足其所在部位的建筑防水、排水、雨水、隔热及节能等功能要求。 除了以上技术要素之外，光伏建筑一体化系统设计另一至关重要是满足建筑的美学要求，介绍如下两点： （1）建筑物的光影效果，普通光伏组件一般为阻挡视线的布纹超白钢化玻璃，现代建筑屋顶或外墙幕墙如安装光伏组件，对采光会有一定的需求，此时可以采用光面超白钢化玻璃，外加电池板背面的采用普通光面钢化玻璃制作双面玻璃组件(节约成本)，即可满足建筑物的功能。