【摘要】：隨著一次能源的日益匱乏和新能源技術(shù)的不斷突破,太陽能已成為建筑領(lǐng)域頗具潛力的替代能源,其中光伏發(fā)電技術(shù)與建筑相結(jié)合為其提供電力已成為當前建筑節(jié)能的重點方向。實現(xiàn)光伏建筑一體化,可提高建筑能源利用率,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),有效緩解全球能源危機。本文在挖掘光伏建筑一體化太陽能利用效能的同時對其進行定量化評估,旨在為城市中光伏建筑一體化的推廣,可再生能源在建筑上的應(yīng)用提供參考。在總結(jié)國內(nèi)外光伏建筑一體化發(fā)展現(xiàn)狀與其效能評估理論的基礎(chǔ)上,本文選取包商銀行光伏建筑為研究對象,分別從發(fā)電、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展效能三個維度對太陽能利用效能進行定量化評估。首先,利用Ecotect軟件構(gòu)建包商銀行光伏建筑全年太陽輻射模型,根據(jù)模擬所得太陽輻射強度進行光伏建筑最優(yōu)化系統(tǒng)配置,在此基礎(chǔ)上運用Pvsyst軟件量化光伏系統(tǒng)全年及逐月發(fā)電效能;其次,選取DesignBuilder軟件對建筑附加光伏系統(tǒng)前后的全年建筑能耗、年度用能高峰期溫度與舒適度進行逐時動態(tài)模擬,分別從光伏建筑季節(jié)性貢獻和年度用能高峰期貢獻兩方面進行節(jié)能效能量化分析;最后利用工程經(jīng)濟學(xué)與能值分析理論,選取相關(guān)經(jīng)濟、環(huán)境及能值指標評估其可持續(xù)發(fā)展效能。研究發(fā)現(xiàn):(1)包商銀行A座辦公樓光伏系統(tǒng)太陽能利用發(fā)電效能為生命周期發(fā)電量669.58萬kWh,典型氣象年度平均發(fā)電量28.79萬kWh。(2)在季節(jié)性節(jié)能效能方面,包商銀行A座辦公樓附加光伏系統(tǒng)后可有效減少建筑能耗,尤其是夏季制冷能耗,在考慮光伏系統(tǒng)發(fā)電量抵消掉的冷熱負荷情況下,其年度節(jié)能率為7.9%。在年度用能高峰期節(jié)能效能方面,包商銀行A座辦公樓附加光伏系統(tǒng)后室內(nèi)溫度平均降低2.76℃,峰值溫度由36.9℃下降為33.9℃,人體舒適度指數(shù)低于最高限值的時間段延長3小時,并以總電力需求的7.2%緩解高峰期當?shù)仉娋W(wǎng)壓力。(3)包商銀行A座辦公樓光伏系統(tǒng)單位供電成本為0.69元/kWh,生命周期經(jīng)濟效益折現(xiàn)值為374.2萬元,污染物總減排量為5 590.90 t,環(huán)境效益為0.096元/kWh,光伏系統(tǒng)資源利用程度相對偏低,對環(huán)境壓力處于中等水平,系統(tǒng)具有一定的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿?綜合可持續(xù)發(fā)展能力與循環(huán)再生能力有待進一步提高。
【圖文】：

圖1.1 2010~2018 年全球累計光伏裝機容量及增長速度（單位：GW,%）數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院（1）美國美國光伏建筑一體化發(fā)展極為迅速，主要表現(xiàn)在對光伏建筑的科學(xué)研究、優(yōu)化設(shè)計、應(yīng)用材料、產(chǎn)品開發(fā)等方面，在光伏建筑的商業(yè)運作及房地產(chǎn)開發(fā)方面，美國均處于世界領(lǐng)先地位，并在國內(nèi)形成了完整的光伏建筑一體化產(chǎn)業(yè)體系。在光伏建筑一體化應(yīng)用方面，美國推行 “百萬太陽能屋頂計劃”、“光伏建筑良機計劃”。以上措施的實現(xiàn)，使光伏技術(shù)在建筑上的應(yīng)用進一步擴大，給美國帶來可觀的經(jīng)濟和環(huán)境效益。2018年國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院預(yù)測，未來五年美國住宅用屋頂、商用屋頂分布式光伏系統(tǒng)安裝量將分別達到 25.12%、29.70%。（2）德國作為工業(yè)強國的發(fā)達國家，德國在光伏建筑一體化應(yīng)用上處于世界領(lǐng)先地位，且

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文如圖1.2所示截止2017年底，日本光伏累計裝機量為49.051GW，而2012年日累計裝機量僅為6.631GW，同比增長639.72%。根據(jù)日本的節(jié)能戰(zhàn)略政策，，日目標要在2020年前將零能源新住宅建筑以及零能源新公共建筑系統(tǒng)提高到五，計劃從政策和稅收兩個方面，支持企業(yè)開發(fā)建設(shè)“零能源住宅”。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU18

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