不同室內(nèi)氣流組織下半透明光伏外窗的熱電性能研究.pdf

1、節(jié)能減排與開發(fā)利用新能源已逐漸成為當(dāng)前緩解能源危機(jī)的關(guān)鍵所在。隨著太陽(yáng)能光伏建筑一體化技術(shù)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)多樣的光伏系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。半透明光伏外窗作為一種新型的光伏建筑一體化技術(shù)形式，不僅能充分利用太陽(yáng)能資源實(shí)現(xiàn)清潔電力的輸出，而且在減少建筑空調(diào)能耗、提高外窗節(jié)能效果等方面具有廣闊的發(fā)展前景。建筑室內(nèi)外環(huán)境對(duì)光伏外窗的熱電性能有著重要而直接的影響，然而，已有研究大多側(cè)重于建筑通風(fēng)外環(huán)境影響，而有關(guān)不同室內(nèi)氣流組織對(duì)光伏外窗熱電性能影響的研究并

2、不多見。因此，有必要結(jié)合不同類型空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織特征差異，對(duì)光伏外窗的傳熱和發(fā)電性能進(jìn)行深入分析。本文的研究成果對(duì)光伏外窗系統(tǒng)和建筑空調(diào)系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計(jì)有重要的理論和實(shí)際意義。
　　首先，本文針對(duì)室內(nèi)分層空調(diào)系統(tǒng)（STRAD)和混合通風(fēng)系統(tǒng)（MV)這兩種典型室內(nèi)氣流組織環(huán)境下空氣溫度分布特征的差異，建立了單層非晶硅半透明光伏外窗二維穩(wěn)態(tài)傳熱模型，采用軟件Fortran進(jìn)行編程求解，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該模型的可靠性。
　　其

3、次，本文模擬研究了分層空調(diào)系統(tǒng)和混合送風(fēng)系統(tǒng)下單層非晶硅半透明光伏外窗的傳熱性能，并從送風(fēng)參數(shù)角度進(jìn)行了優(yōu)化研究。結(jié)果表明：1)分層空調(diào)環(huán)境下光伏外窗表面溫度垂直梯度分布顯著，接近2.2℃/m;而混合送風(fēng)系統(tǒng)下光伏外窗表面溫度則沿送風(fēng)氣流流動(dòng)方向顯著增加；2)在模擬工況下，增加送風(fēng)速度有利于降低光伏模塊的工作溫度，改善運(yùn)行工況，但效果并不顯著；3)考慮不同空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)氣流分布特征的差異，并結(jié)合不同季節(jié)工況下的空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)，建議采用不同措

4、施以優(yōu)化光伏外窗的傳熱性能。
　　再次，本文進(jìn)一步對(duì)比研究了分層空調(diào)系統(tǒng)和混合送風(fēng)系統(tǒng)環(huán)境下單層光伏外窗和自然通風(fēng)型雙層光伏外窗的熱電性能。結(jié)果表明：1)當(dāng)室內(nèi)工作區(qū)溫度一定時(shí)，光伏外窗結(jié)構(gòu)和空調(diào)系統(tǒng)對(duì)光伏組件的發(fā)電量影響較小，但對(duì)光伏外窗的空調(diào)得熱有顯著影響；2)相比于單層光伏外窗，雙層自然通風(fēng)光伏外窗在分層空調(diào)和混合送風(fēng)環(huán)境下的熱電綜合性能分別提高了54.4％和52.6%;3)與混合送風(fēng)系統(tǒng)相比，分層空調(diào)系統(tǒng)環(huán)境下單層光伏外窗