【摘要】：近年來，隨著環(huán)境問題和能源枯竭問題的日益嚴重，以及建筑能耗在社會總能耗中比例的逐年上漲，如何利用清潔可再生能源來降低建筑耗能成為社會共同話題。太陽能光伏建筑一體化技術成功利用光伏發(fā)電來給建筑物提供電力達到降低建筑能耗的效果。太陽能光伏組件與建筑外墻結合后，組件工作時背部產(chǎn)生的高溫會打破原有維護結構的能量平衡。本文依托交通運輸部科技項目《寒冷地區(qū)高速公路沿線設施低碳關鍵技術研究及示范》項目，主要針對太陽能光伏系統(tǒng)應用于建筑外墻上時，所引起的墻體溫度應力、室內熱環(huán)境的改變，以及不同的建筑墻體對光伏系統(tǒng)發(fā)電效率的影響進行研究。 當太陽能電池板應用在不同建筑外墻上時，因墻體材料熱物性的差異會對組件的工作性能產(chǎn)生影響。論文通過背部墻體試驗對光伏組件在鋼筋混凝土墻和普通粘土磚墻上的光電轉換效率、方陣平均效率等進行評價。得出夏季放置在混凝土墻體上光伏組件的光電轉換效率比放置在普通粘土磚墻上高出4.8%。 論文通過試驗與有限元模擬相結合的方法，研究光伏系統(tǒng)對鋼筋混凝土墻體內部溫度場和溫度應力的影響。研究表明光伏組件的遮光性會降低墻體內部溫度，平均降低0.58℃，變化不明顯；但是由于改變了原有墻體內溫度分布情況，使得光伏板背部墻體內沿墻體寬度方向的溫度拉應力平均增大1.1-1.4倍，作用時間延長2-4小時。有可能降低結構的正常使用性能。 利用DeST軟件對一擬應用光伏技術的建筑進行全年室內熱環(huán)境模擬，得出冬夏兩季典型房間自然室內溫度分布情況、以及建筑全年負荷情況。得出光伏組件能使建筑全年節(jié)省空調耗能25%。并對有太陽能電池板覆蓋的南立面墻體進行有限元溫度應力模擬。
【圖文】：

太 陽能是一種古老的能源，早在人類出現(xiàn)之前，它既已存在。從古以來，聰慧的人類就懂得利用太陽能來為自己服務。早在兩千多年以前的戰(zhàn)國時期，古人就通過四面鏡聚焦太陽光來生火，利用陽光晾曬各種食物。1615 年，法國工程師所羅門成功發(fā)明出世界上第一臺由太陽能驅動的發(fā)動機。在 1615-1900 年期間，各國的太陽能愛好者研究制造了多臺以太陽能為動力裝置的儀器。到二十世紀七十年代，進入短暫的太陽能過開發(fā)利用的高潮。到 80 年代初，由于太陽能技術缺乏市場競爭力，全球對太陽能的開始利用逐漸進入低谷[13]。直到進入二十世紀，，由于大量燃燒礦物能源所引發(fā)的環(huán)境和社會問題日益嚴重，人們開始把目光又轉向清潔能源—太陽能。從 1992 年以后，世界太陽能利用進入一個全新的發(fā)展時期。目前，人類直接利用太陽能還處于初級階段。世界上對太陽能的利用方式可分為三種：太陽能光熱應用、太陽能光伏應用以及太陽能的光化學利用。

太陽能光熱應用可分為：低溫熱應用、目前，太陽能光熱應用主要集中于中低溫應用。光熱：光熱轉換系統(tǒng)、熱能利用系統(tǒng)。前者為形式各異的太戶的使用功能而設計的各種用熱終端。最廣泛的光熱有諸如建筑供暖、太陽灶、太陽能溫室、材料熔煉、調系統(tǒng)等，見圖 1.1 所示。水系統(tǒng)是太陽能熱應用中最具經(jīng)濟價值、技術相對成主要的應用產(chǎn)品，也是在中國最早研發(fā)并形成產(chǎn)業(yè)化熱系統(tǒng)通常安裝在屋頂或墻面、陽臺欄板等地方，不用上沒有危險，平均使用壽命至少能達到十年以上。能熱收集器、蓄水箱、管道及水動力裝置等組成，如能熱水器主要有：悶曬式、真空管式、聚光式、熱管因其適用地區(qū)廣而得到廣泛的應用，在市場占有較大
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU18

【參考文獻】

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本文編號：2527798