关于太阳能光伏发电系统在民用建筑中的应用
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节约能耗的现代生活——太阳能在民用建筑中的利用和发展摘要:现代社会应是节约型的社会,而社会生活也应是节约能耗的生活。
与此同时温家宝总理也于2005年6月30日提出并强调加快建设节约型社会的方针。
而太阳能作为一种取之不尽的新型环保能源已成为世界各国世界上能源研究工作中的一个重要课题。
是我国在经济现状下采取的较为简单、经济、环保、可靠的建筑采暖及供热节能措施。
本文总结了太阳能在民用建筑中的利用并对今后的开发和利用提出了一些见解.关键词:太阳能新能源太阳能采暖太阳能建筑太阳能作为一种热辐射能源,是一种无污染的清洁能源,对于太阳能的开发利用已经成为世界各国索取和利用新能源,进行节能、环保的重要研究项目之一,取得了较大的进展并已进入实用阶段。
近几年随着我国经济的快速发展和对环境保护的重视,特别是在今年提出的建设节约型社会的方针后,太阳能作为一种取之不尽用之不竭的新型环保新能源,一种较为简单、经济、环保、可靠的改善建筑环境的方法,一种很适合我国经济现状的采暖及供热方式,在我国得到了大力的推广和广泛的使用。
1主动式太阳能采暖主动式太阳能采暖主要是通过集热装置来吸收太阳能并由热媒将所吸收的热量送入储热装置并加以利用。
它对太阳能的利用效率较高,不仅可以供暖、供应热水,还能用于制冷等方面,但存在阴雨天气集热效率严重下降等缺点。
近几年已在我国的城乡得到了广泛的推广与使用。
1.1太阳能热水器系统在民用建筑中主要使用的是热度不高的热水,而将太阳能转化为温度不高的热水只要用简单的装置即可实现,因此被广泛采用。
供应热水可以采取集中的方式,也可以用于单独的住宅中。
集中供应热水,需要有一定物业投资,可以采取染油或燃气锅炉的作为辅助加热系统,可以取得显著的经济和社会效益,适用于人口较集中的城镇小区、宾馆等民用建筑。
单独供应热水,设备简单,不需要专门的管理人员,适用于城乡各类民用建筑。
目前在我国市场上常见的太阳热水器按其集热装置的不同分为以下几类:1.1.1平板式热水器由平板式太阳能集热装置和储热水箱组成,一般采用自然循环运行方式。
关于太阳能在我国建筑中的利用文献综述专业:过程装备与控制工程1001 学号:201002060109 姓名:孔令冲【摘要】在现代节约型社会,太阳能作为一种取之不尽的新型环保能源,是我国在经济现状下采取的建筑采暖及供热节能措施太阳能在现代民用建筑中正在被广泛利用,并且有广阔的开发前景。
本文首先介绍太阳能在我国的开发利用概况;其次重点介绍了太阳能在我国民用建筑中的利用;最后观望太阳能热利用产业未来的发展。
【关键词】太阳能建筑开发利用热水器引言太阳能作为一种热辐射能源,是一种无污染的清洁能源,随着经济的快速发展,我国对于环境保护以及节约能源的问题日益重视,尤其是在国家提出建设节约型社会的方针后,太阳能作为一种新型环保新能源,取之不尽用之不竭,是一种较为简单经济环保可靠的改善建筑环境的方法,是一种很适合我国经济现状的采暖及供热方式,因此,在我国得到了大力推广和广泛利用。
1.太阳能在我国的开发利用概况我国地处北半球欧亚大陆的东部,幅员辽阔,有丰富的太阳能资源。
我国各地太阳辐射年总量大约在3.3 x 106~8.4×106千焦尔/ 平方米之间,平均值为5.9 x 106千焦尔/ 平方米。
[1]利用太阳能转化为热能即太阳能热利用是实现能源替代、减少排放以及改善城乡居民生活条件的重要保障。
“十一五”期间,我国太阳能热利用产业快速、健康、持续发展,正在从世界生产应用大国向世界强国迈进。
国家“十二五”规划中明确提出“全面发展太阳能热利用”,这是对太阳能热利用产业的肯定,同时也是对该产业的极大鼓舞。
太阳能热利用就是直接将太阳的辐射能转化为热能的应用。
目前在中国的研究和应用主要包括太阳能热水器、太阳房、太阳灶、太阳干燥、太阳海水淡化、太阳能空调、太阳能热发电及其他工农业生产应用。
目前太阳能热利用已经商业化,取得了重大的社会、经济、环境效益。
[2]2.太阳能在我国民用建筑中的利用太阳能在民用建筑中的利用,主要是在建筑中采取一定措施,利用太阳能进行冬季采暖或夏季制冷。
关于太阳能光伏发电系统在民用建筑中的应用摘要:太阳能是可再生环保能源,合理使用太阳能可以在节约能源的同时提高环境环保水平。
本文将介绍光伏发电构成与发电量计算方法,用案例的方式分类光伏发电系统,估算太阳能光伏发电系统经济回报,合理设计民用建筑太阳能光伏发电系统。
关键词:太阳能;光伏发电;民用建筑前言:在环境污染加剧、全球能源紧张背景下,开发绿色环保能源成为全球热议话题。
太阳能资源丰富,获取比较方便,当前已被发电、制冷以及供热等众多领域广泛使用。
光伏发电意思就是转化太阳光,将其变成电能,是一种无污染、清洁环保、安全可靠的发电系统。
为了推动绿色化、环保化发电目标的落实,太阳能发电在民用建筑中的应用研究已成趋势。
一、太阳能光伏发电介绍(一)系统构成太阳能是环保能源辐射能力很强,使用光伏元件转化辐射光,能直接为其他设备提供能源。
在光伏发电系统中半导体是电信号存储单元,靠着其他信道配合,直接转化辐射光完成电能传输,该过程电损耗非常小。
光伏发电系统包括太阳电池板、控制器、基础逆变器[1]。
光辐射信号的协调依靠基础逆变器。
直流电信号变成交流电信号靠的是控制器。
电信号的存储依靠太阳电池板。
在串联中太阳电池板可以组成大范围电池结构,使用连接组件光伏发电与滑动变阻器、功率协调器串联,共同组成太阳能光伏发电系统。
在光伏发电中并网逆变器属于重要结构,可以转换电信号,调整相位数值与输出电信号频率。
利用并网逆变器,将高压电网电信号与交流电信号融合到一起[2]。
直流电压源与并网逆变器在光伏发电中为直接相连,发电网络搭建的时候为防止电量击穿一般会在并网逆变器周围设置高阻值定值电阻元件。
(二)发电量计算发电量意思是单位时间内光伏面板的电信号转换情况。
系统发电量越大表明光伏面板有着越强的电信号转换能力。
发电量计算中需要按照电功率向量取值情况求解。
考虑电功率的度量值、电感系数、交流电信号特征、电功率定标数、并网逆变器内阻值。
为了节约电能,减少消耗在计算发电量时候应尽量取大值[3]。
太阳能光伏发电技术在建筑中的应用作者:李玉刚来源:《建筑建材装饰》2013年第07期摘要:太阳能有利于缓解全球的能源危机,已成为世界各国主要研究开发的对象,作为一种新型的能源形式,太阳能光伏发电得到大力普及广泛应用。
本文论述了太阳能光伏发电系统与建筑一体化的特点和工作原理,并对其发展现状及趋势作了简要分析,指出了太阳能光伏发电系统与建筑一体化设计中需要注意重点问题。
关键词:太阳能光伏发电系统与建筑一体化;太阳能光伏;并网前言太阳能作为一种新的能源,取之不尽,用之不竭,且绿色环保,没有污染,被广泛应用于发电、供热、制冷等诸多领域。
太阳能光伏发电是一种将太阳光直接转化成电能的太阳能利用形式,清洁卫生、安全可靠,维护简单、无污染、无噪声且建设周期短,在建筑领域正逐渐被广泛使用。
1 太阳能光伏发电系统1.1太阳能光伏发电系统基本组成太阳能光伏发电系统的主要组成部分包括电池方阵、蓄电池储能装置、控制器、逆变器和用电设备等,如图1所示。
太阳电池板借助于光照产生电动势,通过串联并联形成电池方阵,使其电压满足输入电压的要求。
再利用逆转器将其转换为交流电,供给交流负荷或并入电网。
1.2太阳能光伏发电系统与建筑一体化作为一种新的概念,太阳能光伏发电系统与建筑一体化(BIPV)指的是在建筑维护结构外表面安装太阳能光伏发电方阵。
该系统将太阳能光伏发电系统和建筑物完美地结合了起来,工作原理和普通太阳能光伏系统一样,区别在于该系统除了能为建筑提供电能,还可以充当建筑物修饰。
BIPV系统的组成包括光伏阵列、支架、冷却空气通道等。
对于一个完整的BIPV系统,蓄电池储能装置、系统控制器、逆变器也应包括在内。
光伏系统和建筑结合,可作为独立的电源供电给建筑物供电,也可以与建筑物低压供电系统并网供电。
当BIPV系统并网供电时,蓄电池可以不设,但必须设置并网装置。
BIPV系统并网供电也是目前BIPV系统应用的主流,因为该系统不需要设置蓄电池储能装置,可以大幅度降低了系统建设成本。
光伏发电论文光伏发电论文浅谈太阳能光伏发电在民用住宅供电系统中的应用摘要:面对当今世界日益恶化的生态环境现实,保护环境、优化资源配置的重要性已经引起了全社会的广泛关注。
为了更好地实现环境资源的全面、协调、可持续发展,大力开发和利用可再生资源以及新型能源已经势在必行。
太阳能作为一种绿色能源,能够有效缓解电力需求紧张状况,在我国已经得到了广泛的应用。
通过探讨太阳能光伏发电在民用住宅供电系统中应用的必要性,对于太阳能光伏发电系统的工作原理进行介绍,最后总结了太阳能光伏发电系统在民用住宅供电中的应用策略。
关键词:太阳能;光伏发电;民用住宅;供电系统750002)银川作者简介:张旭平(1974-),男,天津人,宁夏发电集团太阳能事业部,工程师。
(宁夏文章编号:1007-0079(2011)09-0085-02 文献标识码:A 中图分类号:TK-9太阳能光伏发电系统通过其内置的太阳能电池(也可称为光伏电池)将其接受的太阳辐射不断地转换成为电能,这类系统被称为太阳能电池发电系统,也可称之为太阳能光伏发电系统。
美国贝尔实验室的科学家Chapin DM、Fuller CS和Pearson GL 于1954年成功地研制出世界上第一块实用型单晶硅P-N结太阳能电池,这标志着对太阳能光伏应用的研究进入了新的历史阶段。
随后,光伏发电在多个领域都得到了相应的应用。
我国近期的光伏发电市场的研发和应用重点项目主要有:大型地面光伏电站、家用光伏电源、微波通信中继站光伏电源、光缆通信站光伏电源、输油输气管道阴极保护光伏电源、铁路信号及通信光伏电源、航标灯光伏电源、乡镇及村落光伏电源、边防哨所光伏电源、气象台站光伏电源、卫星电视接收站及电视差转台光伏电源、公路设施及道班光伏电源等。
一、太阳能光伏发电在民用住宅供电系统中应用的必要性我国很多偏远的农村或山区的供电设施极不完备,基本上处于无电状态,人们的日常生活和社会生产往往因为电力的缺乏而无法顺利进行,但是如果这些偏远的地区有充足的日照条件,就可以采用比较先进的太阳能光伏供电系统以及相应的设备来解决日常生活中的用电、配电等问题。
民用建筑太阳能光伏应用技术规范出台近日,记者从住房和城乡建设部有关部门了解到,由中国建筑设计研究院和中国可再生能源学会太阳能建筑专业委员会联合主编的《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》(以下简称《规范》)近日颁布,今后,新建、改建和扩建的民用建筑光伏系统设计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。
据介绍,《规范》是为规范太阳能光伏系统在民用建筑中的推广应用、促进光伏系统与建筑结合而制订的,《规范》适用于新建、改建和扩建的民用建筑光伏系统工程,以及在既有民用建筑上安装或改造已安装的光伏系统工程的设计、安装、验收和运行维护。
《规范》指出,民用建筑光伏系统设计应有专项设计或作为建筑电气工程设计的一部分。
光伏组件或方阵的选型和设计应与建筑结合,在综合考虑发电效率、发电量、电气和结构安全、适用美观的前提下,优先选用光伏构件,并与建筑模数相协调,满足安装、清洁、维护和局部更换的要求。
应用光伏系统的民用建筑,其规划设计应根据建设地点的地理、气候及太阳能资源条件,确定建筑的布局、朝向、间距、群体组合和空间环境,满足光伏系统设计和安装的技术要求。
应结合建筑功能、建筑外观以及周围环境条件进行光伏组件类型、安装位置、安装方式和色泽的选择,使之成为建筑的有机部分。
《规范》要求,安装在建筑各部位或直接构成建筑围护结构的光伏组件,应具有带电警告标识及相应的电气安全防护措施,并应满足该部位的建筑围护、建筑节能、结构安全和电气安全要求。
在既有建筑上增设或改造光伏系统,必须进行建筑结构安全、建筑电气安全的复核,并满足光伏组件所在建筑部位的防火、防雷、防静电等相关功能要求和建筑节能要求。
《规范》强调,在既有建筑上改造或安装光伏系统应按照建筑工程审批程序进行专项工程的设计、施工和验收。
新能源技术在民用建筑中的应用思考摘要:随着我国经济的飞速发展,各个领域对能源的需求量越来越大,新能源技术的开发和应用迫在眉睫,民用建筑领域也不例外。
本文概述了太阳能、地热能、及风能这几种应用较为广泛的新能源的在民用建筑中的应用现状,分析了新能源技术的开发和发展在民用建筑推广中存在的问题,并针对这些问题提出了相应的对策和建议。
关键词:新能源民用建筑节能减排应用中图分类号:te08 文献标识码:a 文章编号:前言能源的应用在当前社会中是一个极为严重的问题,而且随着科技经济的迅猛发展,人们生活质量水平的不断提高,建筑用能量也急速攀升。
据统计,建造和使用建筑直接、间接消耗的能源已经占到全社会总能耗的46.7%,且呈现上升趋势。
其中民用建筑的采暖、照明和空调三项能源消耗就占到建筑总消耗的50%——70%。
近年来,我国为节能减排,建造绿色建筑而开始大量应用一些新能源技术,下文就对新兴的绿色能源(如太阳能、地热能以及风能等)及其使用技术在民用建筑应用中所存在的问题提出一些思考,探讨如何更好地使用新能源技术。
一新能源在民用建筑中的应用现状1 太阳能太阳能指的是太阳光的辐射能量,是一种绿色且可再生能源,其具有资源丰富、清洁无害和地域限制少等诸多的优点,因而其相关产品及应用技术与建筑的结合成为实现民用建筑节能的有效途径之一。
太阳能在民用建筑上的应用包括以下两个大的方面:(1)太阳能的直接热能应用。
主要是采用平板或真空管太阳能集热器来实现热能的回收。
通常平板太阳能集热器可使热水达到70℃——90℃,而真空管太阳能集热器可使热水达110℃的高温,这就为利用热能取暖,生活热水以至空调制冷等应用提供了可能性。
但是由于太阳能容易受天气的影响而具有不稳定性,因此需要利用电炉或燃气炉进行必要的能量补给。
(2)太阳能间接电能应用。
主要是利用硅晶片的光电效应来产生电能,这个完全可以满足民用建筑的通风能耗需求。
目前多数建筑对太阳能的光热利用还普遍停留在“生产生活热水”这样低水平的应用层面上,再加上产品成本较高,价格恶性竞争等原因,使得一些产品粗制滥造,质量低劣,导致消费者产生了信任危机,从而使太阳能技术和产品在民用建筑中的应用推广面临着严峻的考验。
民用建筑太阳能光伏系统应用的疑难点及其对策摘要:随着全球常规能源的紧张和环境污染的加剧,太阳能被用在供热、制冷及发电等越来越多的领域。
太阳能光伏发电系统是直接将太阳光转换成电能的一种发电系统。
由于其具有安全可靠、清洁卫生、无噪声、无污染、建设周期短、维护简单等特点,被广泛应用于城市照明等领域。
近年来,随着对建筑节能要求的提高,太阳能光伏发电系统与建筑的一体化已成为应用太阳能光伏发电系统的发展方向。
关键词:民用建筑;太阳能光伏系统;应用;对策在全球变暖、生态环境逐渐恶化的大背景之下,人们保护环境的意识越来越强,合理利用资源,优化资源配置成为全世界共同关注的话题。
为了确保环境资源的协调、全面以及可持续发展,大力开发并利用可再生资源以及其他新型资源成为当下世界发展的主流趋势。
太阳能是我国当下较为常用的绿色能源,该种能源有效缓解了我国用电需求紧张问题。
基于此,文章主要分析了民用建筑太阳能光伏系统应用的对策。
1太阳能光伏发电系统的组成作为清洁型可再生能源,太阳能具有极强的辐射能力,可在光伏元件的作用下,通过辐射光纤转化成电量供应信号,并可以直接供其他连接设备调取与利用。
大多数太阳能光伏发电系统都将半导体界面作为初级的电量信号存储单元,能够在相关信道组织的配合下,将辐射光能转化成传输电能,且此过程中不存在明显的电量损耗现象。
在实际应用中,太阳能光伏发电系统会配置基础逆变器、控制器、太阳电池板三类应用组件。
其中,基础逆变器负责协调光辐射信号的传输速率;控制器负责将直流电量信号调试成交流电量信号;太阳电池板负责长期存储电量信号。
如今,太阳电池板经过串联可以形成大范围的电池组件结构,利用连接组件的应用特性,太阳能光伏发电系统可以串联功率协调器、滑动变阻器等设备,形成完整的太阳能光伏发电体系。
并网逆变器是太阳能光伏发电系统的核心结构,可以将直流电量信号转换成与之匹配的交流电量信号,还能够将输出电信号的频率与相位调试至既定数值水平。
太阳能是一种取之不尽,用之不竭而且没有污染的清洁能源。
随着全球常规能源的紧张和环境污染的加剧,太阳能被用在供热、空调、制冷及发电等越来越多的领域。
太阳能光伏发电是直接将太阳光转换成电能的一种发电形式。
由于其具有安全可靠、清洁卫生、无噪声、无污染、建设周期短、维护简单等特点,被广泛的应用于城市照明等领域。
近年来,随着对建筑节能要求的提高,太阳能光伏发电系统与建筑一体化已成为应用光伏发电的发展方向[1]。
1太阳能光伏发电系统的特点太阳能光伏发电系统的应用可分为两种类型:独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。
因独立光伏发电系统主要用于偏远地区和农村,本文仅介绍并网光伏发电系统。
(系统构成如图1[2]所示)该系统在国外已步入大规模发电阶段,是当今国际上光伏发电的发展潮流。
该系统的优点为:a)可以对电网调峰,起到“削峰填谷”的作用,提高电网末端的电压稳定性,改善电网的功率因数,有效地消除电网杂波。
b)所发电能并入电网,以电网为储能装置。
因为减少了蓄电池(组)费用,较光伏独立系统低35%~45%。
c)光伏电池与建筑完美结合,每块太阳能电池板的额定电压通常为1~3V,通过串并联将电压调至直流30~50V,再连接至逆变器、控制器。
太阳能电池板既可发电又可作为建筑装饰材料,使资源充分利用,发挥多种功能。
d)出入电网灵活,既有利于改善电力系统的负荷平衡,又可降低线路损耗。
2太阳能光伏发电系统在建筑中的应用现状太阳能光伏发电并网系统在建筑中的应用已有许多实例。
如:英国诺丁汉大学的可持续发展楼和2000年悉尼奥运会的运动场馆等均使用太阳能光伏发电技术。
但是由于太阳能光伏发电系统的投资费用和光伏电价格较高(并网系统价格为6美元/W,发电成本为0.25美元/(kW h),因此在民用建筑上大规模的应用太阳能光伏发电系统的项目,目前主要由政府资助,具体情况详见表1[1]。
太阳能光伏并网发电系统在我国的发展尚处于起步阶段。
目前,正在逐渐将光伏发电与建筑相结太阳能光伏发电在建筑中的应用及前景刘玉娜,田琦,吴晓庆(太原理工大学环境学院,山西太原030024)摘要:分析了太阳能光伏发电系统的特点,介绍了国内外太阳能光伏发电系统在建筑中的应用状况,并对其在建筑应用的发展前景进行了预测。
光伏发电系统在民用建筑项目中的应用摘要:近年来,我国建筑领域的节能创新技术得到了迅猛发展。
绿色环保和可再生资源可持续发展,是我国建筑节能在未来的主要发展趋势,同时也是我国建筑技术提升的重要标志。
太阳能作为一种可再生能源,如若得到良好利用,可以节省能源消耗。
关键词:光伏发电系统;民用建筑;项目应用1项目概况文章以某民用建筑的屋面光伏发电系统项目为研究案例。
项目中,建筑屋面安装了光伏发电设备,发电设备安装的倾斜度为27°,组件的长度为1.65m,宽度为0.99m;使用的是250Wp的多晶硅光伏发电组件,总计16块,蓄能总容量为4kW。
4块组件布设为1组,并排布设,前后各布设4排,总计16块;每组组件的安装间距为10mm,投影占地面积为23.28m2,使用平铺固定方式将组件安装在屋面可利用区域内。
2屋面光伏发电系统的设计2.1组件选型2.1.1光伏发电组件选型光伏发电组件的成本占整个项目成本的比例非常高,应该降低光伏发电组件的成本,从而降低总成本。
根据组件性能、市场销售状况、建筑面积、技术可行性等,选择使用275Wp的多晶硅双玻组件,组件的尺寸为1660mm×992mm×6mm。
2.1.2光伏并网逆变器选型光伏组件布设比较密集,安装容量比较小,从组件后期检修维护的角度分析,适合使用单台容量小的逆变设备。
但是若逆变器的容量较小,数量较多,会导致建设单位的投资成本增大,同时还会增大后期维护成本。
根据实际情况,建筑较为分散,选择使用20kW的逆变器。
在选择并网逆变器时,需满足以下技术要求:(1)额定功率保持在0.85Pm~1.2Pm(Pm为最大功率);(2)最大电压不小于空载电压;(3)运行电压不小于最小电压;(4)最大电流不小于短路电流;(5)额定电压与最大功率状态下的电压保持一致;(6)额定输出电压与电网额定电压保持一致;(7)额定频率与电网频率保持一致;(8)相数与电网相数保持一致。
民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范本规范适用于民用建筑室内外太阳能光伏系统的设计、安装、调试、
维护等业务活动,其中包括太阳能光伏发电系统、储能系统、微电网等组件。
1、设计:太阳能光伏发电系统包括太阳能模块、组件架、逆变器等,应根据建筑物的结构和地形等因素进行设计,同时还要考虑安装质量、机
械安全以及安装成本要求。
2、安装:安装时应注意,模块的安装应高度均匀,安装面向朝南,
确保模块的朝向、倾斜角度及安装紧固等,支架的安装严格按照设计要求
执行,不得有松动现象或影响安全的情况出现;
3、调试:系统调试时,应检查全系统电气连接以及显示屏功能是否
正常,光伏模块的功率是否达到设计要求,微电网控制与储能系统的接口
是否正常,功率发生器的性能是否满足要求,以及安全保护装置的正常运
行等;
4、维护:对整个光伏系统的定期和及时维护是很必要的,应注意模
块的清洗,检查模块的电气连接和显示屏功能是否正常,包括保护紧固件,检查是否存在阻抗等,定期检查微电网系统和控制系统,保证系统的正常
运行。
光伏发电在民用建筑中的应用摘要:太阳能光伏发电技术因为节能环保而得到了广泛的应用,本文简单介绍了光伏发电这一新型环保、节能技术的原理以及当前太阳能电池的主要类型,并进一步分析了太阳能光伏发电在民用建筑的应用。
关键词:光伏发电民用建筑应用能源是社会发展的根本动力,现代的民用建筑对传统的能源过分依赖,高能耗、低效率的建筑不仅增加了能源的消耗,而且污染环境。
太阳能光伏发电直接将太阳光转换成电能,是一种不需燃料、没有污染获取电能的高新技术,而且安全可靠、清洁卫生、无噪声、无污染、建设周期短、维护简单,近年来,随着建筑节能要求的提高,太阳能光伏发电系统与建筑一体化已成为应用光伏发电的发展方向[1]。
1、光伏发电原理介绍1.1 太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)以及逆变器组成。
1.1.1 太阳能电池板太阳能电池板是光伏发电系统中的重要部分。
其作用是将太阳的光能直接转化为电能。
它的基本构造是由半导体的PN 结组成,原理是太阳光照在太阳能电池板的半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。
1.1.2 太阳能控制器太阳能控制器采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器,是一个微机数据采集和监测控制系统。
它的作用有表现在以下三个方面:(1)功率调节功能。
(2)通信功能:简单指示功能和协议通讯功能。
(3)完善的保护功能:电气保护反接,短路,过流等。
1.1.3 蓄电池目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池,胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。
国内目前被广泛使用的主要是:铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池。
1.1.4 逆变器逆变器(inverter)是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。
通过全桥电路,一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等,得到与照明负载频率、额定电压等相匹配的正弦交流电供系统终端用户使用[2]。
分布式光伏发电在民用建筑中的应用随着经济的快速发展,各国对能源的消耗不断增加。
在经济利益与环境保护的权衡与取舍中,清洁能源技术越来越受到各国政府的鼓励和推广。
而在各种清洁能源中,光伏发电正由于其技术不断成熟、上下游产业链不断完善、政府支持力度不断加大等因素,逐渐在非化石能源中占据一席之地。
地表只要能接收到太阳照射的区域,就具备光伏发电的前提。
因此,各国除了建设大型光伏发电站之外,积极推出各种政府优惠和补贴政策,以提升企业及全民参与分布式光伏发电的积极性。
本文就分布式光伏发电在民用建筑中的应用展开分析与研究,促进分布式光伏发电的快速发展。
标签:分布式;光伏发电;民用建筑引言:民用建筑光伏发电系统又称为户用分布式光伏发电系统,是针对普通居民家庭住宅设计的光伏发电解决方案,一般功率范围在1kw-5kw,可根据客户需求和住宅屋顶情况进行灵活配置。
它通过一套新能源技术装置将太阳能转变为电能,解决家庭照明和一些日常电器的基本用电需求。
它最突出的价值是通过一次性的投资和少量的自我维护费用,可以使用25年,乃至更长的时间;而在使用中,家庭不需要交纳使用电而产生的电费。
一、分布式光伏发电概述(一)分布式光伏发电概述分布式光伏发电是指在负荷附近利用屋顶或附属空间就地安装的小型化太阳能发电设备。
与光伏电站相比,分布式光伏发电能有效提高土地和建筑资源利用率,在不额外占用土地的前提下实现了电能就地消纳,不需远距离输送,具有更高的综合效益。
分布式光伏发电属于静态发电技术,不需要燃料,后续运营维护成本低,是一种易于标准化的绿色发电技术。
它的大量应用不仅是发电方式的变革,还将带来投融资模式、电力交易模式以及整个商业模式的创新。
在我国,分布式光伏发电拥有巨大的市场空间。
目前,以每瓦平均投资8元人民币计算,2014年分布式发电就有640亿元的市场规模,未来几年市场规模将持续扩大。
二、分布式光伏发电面临的主要问题近两年,围绕分布式光伏发电产业布局、定价补贴、投融资等关键问题,我国构筑了一个相对完整的产业政策和管理体系,但依然还面临着如成本、资源、并网结算、投融资等突出问题,制约分布式光伏发电发展,亟待解决。
分布式光伏发电系统在民用建筑中的应用李光光【摘要】在我国社会经济的加速发展下,社会对电能的需求不断增加,引起了电力能源的供给压力,同时造成其他发电能源的大量消耗.尤其在节能减排战略引领下,煤电生产结构亟待调整,亟待寻求清洁的电能生产方式.分布式光伏发电系统可有效节约能源损耗,目前已经深入民用建筑.因此,为了证实分布式光伏发电系统在民用建筑中的应用效果,结合实际案例进行分析,阐述该系统的具体应用特点.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2018(035)010【总页数】2页(P125-126)【关键词】分布式;光伏发电;民用建筑【作者】李光光【作者单位】北京中瑞电子系统工程设计院有限公司华东分院,江苏无锡 214135【正文语种】中文0 引言当前,全球范围面临电力供需的矛盾性。
社会经济的发展驱动了电力能源需求的上升,然而煤炭、石油等不可再生能源的成本较高且污染环境。
因此,优化电力生产结构,加速新型清洁能源的研制与应用成为迫在敏捷,也是深化电力能源供应侧改革的关键所在。
分布式光伏发电系统属于一种光能转化电能的设备,即吸收太阳光能源,利用自身的转化功能,将光能转化为电能进行储备,当需要应用时,可将储备电能进行应用。
因为太阳光能属于快速再生能源,所以分布式光伏发电系统的节能效应良好,能够降低民宅用户的电费支出。
该系统在民用建筑中具有较为重大的现实价值。
1 光伏发电的优点分布式光伏发电是基于“自发自用、余电上网”或是“全额上网”的一种模式,以就近发电、并网、转换为基本特质,能够有效提升同等规模光伏发电量,且可缓解电力升压和运输中的损耗问题,主要利用半导体材料的光电效应来实现太阳能向电能的转化。
发电过程不消耗能源,污染性小、安全性高,且不受地域限制。
1.1 污染性较小与传统的火力发电相比,光伏发电无需燃烧煤炭,不会产生烟气,因此不会造成环境污染。
光能和燃煤的清洁程度有较大差异。
光能并不会对发电机组组件造成污染,因此光伏发电机组的运行稳定性相对较高。
关于太阳能光伏发电系统在民用建筑中的应用(云南正元安泰建设工程设计咨询有限公司云南昆明 650000)摘要:太阳能是可再生环保能源,合理使用太阳能可以在节约能源的同时提高环境环保水平。
本文将介绍光伏发电构成与发电量计算方法,用案例的方式分类光伏发电系统,估算太阳能光伏发电系统经济回报,合理设计民用建筑太阳能光伏发电系统。
关键词:太阳能;光伏发电;民用建筑前言:在环境污染加剧、全球能源紧张背景下,开发绿色环保能源成为全球热议话题。
太阳能资源丰富,获取比较方便,当前已被发电、制冷以及供热等众多领域广泛使用。
光伏发电意思就是转化太阳光,将其变成电能,是一种无污染、清洁环保、安全可靠的发电系统。
为了推动绿色化、环保化发电目标的落实,太阳能发电在民用建筑中的应用研究已成趋势。
一、太阳能光伏发电介绍(一)系统构成太阳能是环保能源辐射能力很强,使用光伏元件转化辐射光,能直接为其他设备提供能源。
在光伏发电系统中半导体是电信号存储单元,靠着其他信道配合,直接转化辐射光完成电能传输,该过程电损耗非常小。
光伏发电系统包括太阳电池板、控制器、基础逆变器[1]。
光辐射信号的协调依靠基础逆变器。
直流电信号变成交流电信号靠的是控制器。
电信号的存储依靠太阳电池板。
在串联中太阳电池板可以组成大范围电池结构,使用连接组件光伏发电与滑动变阻器、功率协调器串联,共同组成太阳能光伏发电系统。
在光伏发电中并网逆变器属于重要结构,可以转换电信号,调整相位数值与输出电信号频率。
利用并网逆变器,将高压电网电信号与交流电信号融合到一起[2]。
直流电压源与并网逆变器在光伏发电中为直接相连,发电网络搭建的时候为防止电量击穿一般会在并网逆变器周围设置高阻值定值电阻元件。
(二)发电量计算发电量意思是单位时间内光伏面板的电信号转换情况。
系统发电量越大表明光伏面板有着越强的电信号转换能力。
发电量计算中需要按照电功率向量取值情况求解。
考虑电功率的度量值、电感系数、交流电信号特征、电功率定标数、并网逆变器内阻值。
为了节约电能,减少消耗在计算发电量时候应尽量取大值[3]。
(三)实施方法光伏发电分并网与离网两种形式。
首先是并网光伏发电,该模式能够合并公共电信号与太阳能电信号,使用交流并网中的逆变器原件,直接升压/降压,更改逆变元器件物理电压值,实现电信号的自由传输与调度。
其次是离网光伏发电,该模式能脱离公共电力实现独立供电、发电。
应用MPPT/PWM控制器为蓄电池充电[4]。
按照DC/DC与DC/AC设备连接形式,完成并网逆变器电压数值调节。
相较于并网光伏发电,离网光伏发电需要使用蓄电池用于电信号的传输、存储。
在储电量达到相应水平后,电信号参量会被自发调取,使用逆变网络信道完成电量信号的分发。
二、民用建筑中的光伏发电使用可行性(一)项目状况与政策本次项目为某省某市的写字楼,地下2层地上15层,建筑物总面积31750m2。
地下室功能包括冷冻站、风机房、水泵房与变电所和车库。
地上建筑物中,1至3层为物业用房与商业用房,4至15层为办公室。
整栋楼每一层都有中央空调。
按照当地的民用建筑节能条例规定,必须选择可再生能源规模化使用。
该项目没有热水需求,主要服务于办公,所以考虑使用光伏发电。
(二)太阳能情况项目所在地的气候为亚热带季风,每年都有充沛的雨量,霜少无雪气候温和。
按照规定可知当地每年的日照量为1400至2200小时,辐射量约为5000MJ/(m2· a)。
即本项目具备光伏发电使用条件。
(三)系统设置以光伏发电的分类特征以及地区光照条件,最终决定使用非逆流分散并网光伏发电。
光伏板以南北朝向布置,进而获得足够多的太阳光照。
布置光伏板的时候保障周围没有遮挡物,创造合适的光伏板布置条件。
本次项目共有2个屋面,1号屋面是商业裙楼,2号屋面是主楼屋面,两个屋面都是平屋顶。
1号屋面的主楼投影外区域有600m2,东面有200m2空间设置休闲座位。
在1号屋面的西边规划绿化区域,北边设置空调风机、厨房排烟设备。
1号屋面最后剩余的区域总共有100m2,可用于光伏板设置。
但考虑到冬季的时候,1号屋面会被南边的主楼阴影遮挡,最终决定不再1号屋面设置光伏板。
2号屋面总共有2100m2,其中水泵房与中间核心筒占地400m2,2号屋面的北边设置空调外机,所以不再北边设置光伏板。
2号屋面最终只剩南面可以布置光伏板,共有750m2可用。
在设置光伏发电系统的时候,优先选择无自然采光区域。
因为2号屋面面积有限,并不足以支持楼道、地下室以及楼梯间照明,所以设计本次的光伏系统时,只考虑为地下室提供照明电能。
照明负荷计算结果如表1。
表1照明系统负荷在装机容量的估算中使用综合系数法,因为在使用中会出现折旧、衰减与升温问题影响组建性能,甚至表面灰尘、光照不均也会影响效果,所以最后准备了适当的冗余,系数选0.7。
此外本次项目的屋顶玻璃幕墙为7米,在透光衰减中,光伏板的太阳能吸收能力会受到一定影响,故设置透光衰减系数,本次选择0.8.最终综合系数为0.75。
为了供给33.5kW的电量,光伏系统装机容量必须满足33.5的要求,最终计算得出55kWp,使用每块0.25kWp的多晶硅电池,根据计算最终需要218块电池,总共占地358m2,使用30kWp的并网逆变器。
逆变器直流输入电压最大值880V,直流输入电流最大值80A,额定输出30kWp。
各种组件与设备的配置如表2。
表2设备配置情况光伏发电构成包括监控系统、并网逆变器、配电箱与光伏组件等。
按照系统需求与建筑物的布局情况,最终决定设置光伏板方阵2个,每个光伏板方阵配置109块电池,每个方阵配置1台并网逆变器,方阵与直流配电箱与防雷汇流箱相接。
使用并网逆变器与并网专用交流开关计量箱相接,之后再连接地下室的照明配电箱。
(四)发电量与经济回报计算发电量时用每年的太阳能辐射量情况与光伏组件的占地面积与组件的电信号转换效率和综合系数想乘。
按照GB50797-2012《光伏发电站设计规范》内容计算的出,本地的年辐射量为1298kWh/m2。
本次项目的光伏组件为358m2,根据光伏板说明得知转换率15%,结合前文计算得出的综合系数0.75,得出每年光伏板方阵发电量为4.34万kWh,按照当地的工商业电价0.831元/kWh,最终计算得出使用光伏板方阵可以让该楼节省3.63万人民币的电费。
通过市场实地调查与网络渠道的沟通得出,当前市场价格方面,光伏设备一般为6元/Wp。
通过计算得出本次设备的采购成本加上设备的附件费、安装费,整体投资约为40万元人民币,考虑到还需要运维管理、安全维护,系统总成本最终会在44万元左右。
设备回收成本计算为44万÷3.63万=12.12年。
考虑到光伏设备寿命约为20年,本系统只需要12.12年便能完成成本回收,所以有着比较高的经济回报,系统设计可行且合理。
(五)能耗量与发电量计算本次项目的商业部分与办公部分总面积为73250m2,商业面积12000m2,办公面积61250m2。
根据地方建设规定,可以用于再生能源的能耗量与发电量数据对比。
本项目年能耗为740tce。
项目中的太阳能每年发电量为3.63万kWh,折合标准煤系数以后数据为0.744t/万kWh,即4.75t标准煤,能耗量占比结果为0.27%。
项目年用电量在700万kWh,年发电量耗电量0.37%。
考虑到本次项目为高层建筑有着比较大的容积率,即屋面面积小、占地面积不大,但总面积比较大,所以会有比较大的耗电基数。
小高层建筑年耗电量一般情况下基数都是比较小的,会有比较高的光伏发电量占比。
三、未来民用建筑中的光伏发电使用趋势光伏发电技术的开发应着眼于提高电池板太阳能转换率。
太阳能的确是可再生能源不过低转换率不足以保障其作用的发挥。
如果转换率比较低,将无法保障用电效果。
对此需要提高太阳能转换率。
通过调整太阳能板光照夹角,优化电池板性能的方式获得更高的电量转换率。
此外降低电池板造价也是非常重要的事情。
调节太阳板的工作时间能够减轻太阳板损耗问题,实现资金成本的有效控制。
大力开发新技术,让新能源事业获得更多科技支持。
现如今全世界都在积极使用太阳能资源,不论是质量还是规模都在扩大。
世界各国都在制定光伏发电系统研发计划,追求光伏发电在民用建筑中的积极使用,在二者的充分结合中改变民用建筑高能耗问题。
结语:整体看来因为光伏发电有着重大优势,是可再生、高安全性能源。
在世界发展趋势与格局不断变动中,人们表现出极强的环保意识。
当前阶段国内为了推动绿色发展,一直在致力于积极引进太阳能发电技术。
在适宜的安装环境中使用太阳能系统,能够在缓解能源短缺问题的同时,减轻污染物和温室气体排放,对环境保护与生态文明的建设具有重大意义。
今后太阳能必然会助力建筑行业获得更好发展,成为人类文明常规资源。
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