太阳能诱导式通风屋顶模型的研究

太阳能小屋设计模型摘要近年来，太阳能作为未来主要能源之一，光伏发电已成为充分利用太阳能的有效方式之一。

针对问题一，我们首先利用附件4中给出的水平面散射辐射强度及法向直射辐射强度，根据朗伯特定理对数据进行了处理，得出每时刻屋顶太阳板的辐射强度；然后用单种效益剔除法（把单种电池板累积产生效益非常小剔除），接着采用属性特征聚类法（如：将电板长宽差值和两端电压几乎相同的电板归为一类），再用模拟退火组合优化算法，将电池板进行组合铺设，分别得到了每个面的三种较好的可行方案（如表5）。

同时为了使经过逆变器后输出的功率尽可能的大，逆变器成本尽可能的小，我们采用多目标组合优化算法，求解得出较优解是5个SN11逆变器，总输出功率为66796瓦，逆变器的总成本为22500元，光伏系统30年净收益为132730元。

针对问题二，我们通过对电池板方阵较适合的倾斜角和方位角的计算，根据方位角与发电率的关系，及发电率随纬度的变化关系（表8），确定大同安装光伏电池板的最佳方位角为12.33度，又由倾斜角与纬度的关系（表9），确定电池板安装的最佳倾斜角为46度。

针对问题三，我们首先尽可能地考虑满足附件7的要求，然后分别从屋子的方位角，电池板的最佳倾斜角以及建筑美学的角度，并且结合问题一数据分析的结果，山西大同地区房屋北面辐射强度低，西部较东面稍高，主要分布在屋顶和南面，所以本文设定，小屋的方位角为南偏东12度到南偏西12之间，电池板的最佳角度为46度，然后结合其它约束参数，我们设计出了小屋的三维立体图（图10）关键词：朗伯特定理属性特征聚类法组合优化法一．问题重述现为大同设计太阳能小屋，需在建筑物外表面（屋顶及外墙）铺设光伏电池，光伏电池组件所产生的直流电需要经过逆变器转换成220V交流电才能供家庭使用，并将剩余电量输入电网。

为了使小屋的全年太阳能光伏发电总量尽可能大，而单位发电量的费用尽可能小，现需要解决以下几个问题：一．根据大同的气象数据，只考虑贴附安装方式，选定光伏电池组件，对小屋部分外表面进行铺设，并根据电池组件分组数量和容量，选配相应的逆变器的容量和数量。

新型屋顶光伏发电系统设计与优化研究随着科技的发展，太阳能被越来越多地应用在生产生活中。

在许多建筑中，屋顶是最为常见的太阳能利用场所，因此屋顶光伏发电系统也应运而生，成为了许多人考虑的选择。

在屋顶光伏发电系统的设计与优化研究中，有什么需要注意的问题呢？第一、系统的朝向和倾角。

在选择朝向和倾角时，我们应该根据所在地的纬度来确定。

一般而言，屋顶朝向南方，倾角在20到30度之间是最理想的。

因为这个方向能接收到最多的阳光，倾角也能使太阳光垂直射到光伏板上从而提高效率。

第二、光伏组件的选择。

光伏组件的种类也对系统发挥作用有很大的影响。

现在市面上的光伏组件有单晶、多晶、PERC、HJT 等多种，每个组件都有其独特的特点。

一般来说，单晶组件能耐高温、高效率; 多晶组件性价比高; PERC 组件光电转换效率高，适合低光条件; HJT 组件效率高，逆变器转换损失小等等。

因此，在选择光伏组件的时候需要综合考虑实际情况。

当然，一个好的设计不仅考虑效率和价格，还应该考虑组件的外观美观度等因素。

第三、逆变器的选择。

逆变器是光伏系统中非常重要的一部分，它将直流电能转换为交流电能，保证光伏系统的正常运行。

逆变器质量好坏会直接影响光伏电站的发电量和效率。

因此，在选择逆变器时，应该选择牌子好、质量好的逆变器。

第四、系统的布线。

屋顶光伏系统的布线也非常重要。

我们要保证布线的损耗最小，让太阳能直接输送到电池之中。

有意思的是。

在做系统的设计时，有些公司还会选择直插式接线盒，可以提高安装效率和可靠性。

第五、防雷保护。

在这方面的需求也不容忽视。

考虑到屋顶光伏系统易受雷击导致电气设备损坏，我们应该做好防雷措施，以确保系统的安全和正常运行。

综上所述，屋顶光伏发电系统的设计和优化研究需要考虑的问题很多，其中包括系统的朝向和倾角、光伏组件的选择、逆变器的选择、系统的布线以及防雷保护等等。

只有在综合考虑这些因素后，我们才能成功设计一个高效的屋顶光伏发电系统。

浅析利用太阳能加强诱导通风
王荣军
【期刊名称】《建筑节能》
【年(卷),期】2010(038)006
【摘要】在太阳能资源较为丰富的地区,建议在建筑设计和施工阶段广泛采用当前典型的太阳能节能和生态技术.通过利用太阳能加强住宅夏季通风降温,改善住宅的舒适性.
【总页数】3页(P32-34)
【作者】王荣军
【作者单位】新疆乌鲁木齐职业大学,乌鲁木齐,830002
【正文语种】中文
【中图分类】TU834.1
【相关文献】
1.内置格栅诱导通道的太阳能通风墙性能 [J], 雷勇刚;顾元;宋翀芳;王飞
2.利用太阳能屋面集热器供暖通风的r被动式太阳房 [J], 章代红;王远飞;张光亚
3.加强太阳能利用工程技术与应用研究为能源的永续利用提供有力的科技支撑 [J], 安徽省科学技术厅能源技术调研组
4.利用热压诱导通风空调的被动式太阳房 [J], 田华丽
5.太阳能诱导式通风屋顶模型的研究 [J], 林会文;王荣;任杰;苟超;康威
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太阳能通风技术的实验研究与应用摘要：文章介绍了太阳能通风技术的原理、结构形式及其应用。

同时还在重庆大学城环实验楼楼顶进行了太阳能烟囱的通风实验。

实验结果表明，在2009年10月7日，太阳能烟囱获得的单位面积通风量为204m3/h。

说明利用太阳能烟囱进行自然通风，通风效果明显。

关键词：自然通风；太阳能烟囱；通风实验；建筑节能利用自然通风既可以改善室内空气品质，又可以节约设备和运行费用以及维修费用，创造了可持续发展的绿色生态建筑。

通风的动力能源尽量取自太阳能、风能、地热能等可再生能源。

其中利用太阳能强化自然通风技术是应用最广泛的，并已取得了一定的进展。

1、太阳能通风原理太阳能通风是利用烟囱效应来加强空气自然通风的。

热压效应也即为烟囱效应，是由于空气被加热升温后，密度减小而上浮的一种现象。

太阳辐射被太阳能烟囱的集热面吸收，通过对流换热的形式重新释放到夹层的空气中，使得夹层中的空气被加热升温并超过室外空气温度。

由于内外空气的密度差，在太阳能烟囱下部将会形成一个负压，上部将形成正压，空气将从空腔的下部流向上部，并通过排风口排出，而下部的进风口则不断的有空气吸入补充，形成太阳能通风的自然通风现象。

太阳能通风是基于自然通风原理，然而它在减少建筑能耗和保护环境上却是优于传统的自然通风和机械通风的。

太阳能的优势使得太阳能通风作为一项能够利用太阳能来强化自然通风的技术，在许多建筑场合都得到应用。

2、太阳能通风的结构形式太阳能通风主要的结构形式包括太阳能通风墙、太阳能烟囱、中庭通风、太阳能空气集热器等。

其中太阳能通风墙和太阳能烟囱的结构类似，两者的共同特点是由盖板、集热板以及空气流道共同组成的排风系统。

太阳能烟囱一般来说，有太阳能集热墙体和太阳能集热屋面两种结构形式。

目前，在西方国家中，太阳能烟囱已被应用于被动式太阳房，并成为太阳房的主要组成部分。

3、太阳能通风实验文章介绍的太阳能通风实验的实验平台搭建在重庆大学城市建设与环境工程学院实验楼的平屋顶上。

太阳能诱导式通风屋顶模型的研究作者：林会文王荣任杰苟超康威来源：《科技视界》2016年第12期【摘要】基于太阳能诱导式通风屋顶的构造和原理，建立太阳能诱导式通风屋顶模型，通过正交试验得出实验方案，并通过实验数据初步分析出太阳能诱导式通风屋顶隔热能力。

为实验研究及数学模型的建立奠定基础，得出太阳能诱导式通风屋顶的隔热能力与风管露出屋顶的高度、风管所在平屋顶面积、第二层屋面结构至原屋面距离、有无风帽及不同风帽结构、不同截面风管、第二层屋面材料有一定的相关性。

【关键词】太阳能；诱导式；通风屋顶；模型【Abstract】Based on the structure and principles of solar induced ventilation of the roof，build solar induced ventilation roof model， obtained by orthogonal experimental program， and preliminary analysis of the experimental data of solar induced ventilation roof insulation capacity. Lay the foundation for the establishment of experimental research and mathematical models， obtained the solar induced ventilation roof insulation capacity related to the exposed roof duct height， duct of the area of flat roof， the distance between the second layer of the roof and the original， with or without hood and different structures of the hood， different duct cross-section， the material of second layer of roof.【Key words】Solar energy； Inducing formula； Roof ventilation； Model0 引言我国大部分地区太阳能资源较丰富，全年日照时数为2800～3300h，且太阳总辐射为600～800kJ/cm2的地区包括西藏、新疆、甘肃、宁夏、青海的绝大部分地区，还包括陕西北部、内蒙古中西部[1-2]。

建筑屋顶太阳能利用设计近年来，随着环保意识的逐渐增强，越来越多的建筑开始利用太阳能作为可再生能源的一种重要形式。

建筑屋顶太阳能利用设计成为了一个备受关注的话题。

本文章将讨论建筑屋顶太阳能利用设计的重要性以及如何优化设计方案，最大程度地发挥太阳能的作用。

一、建筑屋顶太阳能利用的重要性建筑屋顶太阳能的利用有着诸多的好处。

首先，太阳能是一种清洁、环保的能源来源，利用太阳能可以减少对传统能源的依赖，降低二氧化碳排放，保护环境。

其次，建筑屋顶太阳能可以为建筑物提供绿色能源，满足部分或全部的能源需求，有利于节能减排，降低能源成本。

此外，太阳能电池板可以在建筑物上形成一个保护层，有助于调节建筑内部温度，提高建筑的舒适性和能效。

因此，建筑屋顶太阳能的利用对于可持续发展和绿色建筑具有重要意义。

二、建筑屋顶太阳能利用设计的优化措施为了最大程度地发挥建筑屋顶太阳能的利用效果，设计方案需要进行优化。

以下是一些优化措施供参考：1.建筑选址和屋顶结构：选择适宜的建筑区域和建筑朝向，确保充分接收太阳辐射。

同时，要合理设计建筑屋顶的结构，在有限的空间内安装更多的太阳能电池板。

2.太阳能电池板的选择：选择高效、可靠的太阳能电池板，提高能源转化效率。

同时，要考虑电池板的外观设计，与建筑整体风格协调。

3.阴影分析和布局规划：通过阴影分析，确定建筑物周围的阴影状况，避免阴影对太阳能电池板的影响。

在布局规划中，可以借助计算机辅助设计工具，实现太阳能电池板的最佳布局。

4.储能系统的设计：太阳能的利用存在时间和空间的限制，所以需要设计合适的储能系统，以便在夜间或阴天时使用储存的太阳能电力。

5.与建筑整体融为一体：太阳能电池板的设计应与建筑整体融为一体，不仅要满足太阳能利用的需求，还要保持建筑的美观性和视觉效果。

三、建筑屋顶太阳能利用设计的案例以下是几个成功的建筑屋顶太阳能利用设计的案例，供参考：1.德国弗赖堡太阳能建筑弗赖堡太阳能建筑是德国的一座太阳能公寓楼，屋顶和立面覆盖了大面积的太阳能电池板。

太阳能小屋的设计摘要本文根据天空散射辐射各向异性的Hay模型，计算出小屋顶部倾斜面上在不同时间的太阳辐射量，通过假定相邻整数时刻之间的辐射量满足线性的关系算出太阳对每个面上每天和全年的辐射总量，又根据太阳在不同时刻对小屋其它四个面的辐射量通过积分计算得到每一种电池在小屋的五个面上一年的产生的总电量和每个时刻对应的功率值。

而问题一中要挑选出的电池与逆变器可以是一个双目标函数模型的优化解，所以根据建立的模型与题中所给出的要求，可相应的列出目标函数的约束条件，用软件计算即可求出小屋每面所需要的电池和逆变器的型号和数量。

具体结果如下α，使其满足全年接收的太阳光辐射总量达到最问题二主要是找出斜面的最佳倾角大。

倾角为α的光伏板接收的辐射量是一个关于变量α的函数，对倾角α求导并令导数值为0查找出斜面辐射量的计算公式，对α求导令其为0得到一个函数的导数与倾角α的关系式，通过对该函数本身的函数表达式求导后的值应该相等的条件可以求解出最佳α=37.6度。

再将求出的倾角值代回问题一所建立的模型中进行计算，得出在最的倾角佳倾角的情况下，满足目标函数的最优解。

对于问题三要设计一个小屋，并对所设计小屋的外表面优化铺设光伏电池，我们可以先把小屋的各种需要确定的指标全部假设出来，再根据给出要求列出不等式方程组，将此方程组也代回到问题一的模型中进行计算，得出小屋每面所需要的电池和逆变器的型号和数量，即为所求问题的最优解。

关键字：双目标函数模型；太阳辐射；太阳能电池板；逆变器；Hay模型1 问题重述近年来，大规模开发利用太阳能已经成为国际上应对气候变化、调整能源结构的重要举措。

我国有着丰富的太阳能资源和悠久的太阳能利用历史，近两年更是出现了蓬勃的局面，太阳能发电，太阳能房屋等项目正在我国各地飞速发展。

太阳能房屋的推广应用对于节约常规能源、减少环境污染、改善人们的生活水平有十分重要的意义，其中光伏发电是太阳能房屋的核心技术。

光伏发电要求在建筑物表面（屋顶及外墙）铺设光伏电池，光伏电池组将太阳能转换成直流电，所产生的直流电经过逆变器转换成220V交流电供家庭适用。