光伏玻璃溫室內(nèi)溫度和氣流分布的CFD分析研究.pdf

1、光伏玻璃溫室是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與現(xiàn)有的單棟或連棟溫室的集成，在實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電上網(wǎng)的同時(shí)，滿足設(shè)施內(nèi)作物生長(zhǎng)要求。開展光伏玻璃溫室室內(nèi)溫度、氣流分布開展研究，有助于光伏溫室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和環(huán)境調(diào)控，具有理論意義和實(shí)用價(jià)值，可促進(jìn)我國(guó)光伏溫室技術(shù)的發(fā)展。
　　本文以常州嘉澤地區(qū)安裝有太陽能光電玻璃的連棟玻璃溫室為研究對(duì)象，通過試驗(yàn)測(cè)量與仿真分析相結(jié)合，對(duì)室內(nèi)溫度和氣流分布進(jìn)行研究。通過對(duì)光伏溫室內(nèi)外環(huán)境相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，運(yùn)用CFD技術(shù)對(duì)室

2、內(nèi)溫度、氣流分布進(jìn)行分析，力求對(duì)光伏溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出合理化建議。
　　首先，以光伏連棟玻璃溫室為研究對(duì)象，對(duì)溫室覆蓋材料相關(guān)參數(shù)、內(nèi)外的光照度、溫濕度和風(fēng)速進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，對(duì)光伏溫室的邊界條件進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。
　　其次，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立了在自然通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)條件下的光伏溫室內(nèi)溫度、氣流分布的三維CFD模型。在自然通風(fēng)條件下，室內(nèi)溫度實(shí)測(cè)值和模擬值的絕對(duì)誤差均值為0.96℃，相對(duì)誤差均值為2.94％。

3、在強(qiáng)制通風(fēng)條件下，溫度實(shí)測(cè)值和模擬值的絕對(duì)誤差均值為3.14℃，相對(duì)誤差均值為8.04％。室內(nèi)風(fēng)速測(cè)量值和仿真值的絕對(duì)誤差均值為0.12m/s，相對(duì)誤差均值為8.85％。結(jié)果表明，所建光伏溫室CFD模型的模擬值和試驗(yàn)測(cè)量值具有良好的吻合性，表明建立的光伏溫室數(shù)值模型可行。
　　最后，在光伏溫室數(shù)值模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了光伏溫室內(nèi)環(huán)境因子影響因素分析研究:
　　1)在自然通風(fēng)條件下，對(duì)屋頂覆蓋材料、風(fēng)速大小和開窗角度三種影響因素

4、進(jìn)行分析研究。對(duì)于普通玻璃覆蓋材料的溫室，同等結(jié)構(gòu)條件下，室內(nèi)整個(gè)溫度分布比光伏溫室模型的各點(diǎn)溫度降低0.5℃以上。在不同風(fēng)速的條件下，當(dāng)室外風(fēng)速為2.5m/s，室內(nèi)溫度降低1℃左右，室內(nèi)氣流流速明顯增加。改變開窗角度，新方案在開窗角度為34°時(shí)，此方案室內(nèi)均溫降低2.0℃以上，室內(nèi)溫度和氣流分布更均勻。
　　2)在強(qiáng)制通風(fēng)條件下，對(duì)不同的風(fēng)機(jī)布置、不同的濕簾幾何尺寸和不同的屋頂覆蓋材料三種因素進(jìn)行分析。在不同的風(fēng)機(jī)布置條件下，風(fēng)

5、機(jī)間距為8m的方案，在高度H=1.5m水平面均溫為31.8℃，比對(duì)應(yīng)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臏囟戎到档?.4℃;在高度H=1.5m處氣流速度均值為1.8m/s，同等條件下比原模型氣流流速增加0.6m/s。在不同的濕簾幾何尺寸條件下，離地面高度為1.0m，寬度1.7m的濕簾方案可以加快室內(nèi)質(zhì)熱交換速率，其在H=1.5m處溫度均值為31℃，同等條件下比試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷?.2℃。改變屋頂覆蓋材料，新方案室內(nèi)H=1.5m水平高度處溫度均值比原方案降低0.6℃。