寒冷地區(qū)雙層光伏通風(fēng)窗熱光性能研究

【摘要】：太陽(yáng)能光伏建筑一體化(BIPV)是將光伏組件整合到建筑中的技術(shù),它極大的拓寬了光伏組件的運(yùn)用范圍,而且發(fā)展迅速。本文研究的內(nèi)循環(huán)雙層光伏通風(fēng)窗就是用半透明非晶硅薄膜電池組件代替普通玻璃,用以充當(dāng)維護(hù)結(jié)構(gòu),兼具保溫、采光、發(fā)電等性能。 本文針對(duì)薄膜光伏組件較低的遮陽(yáng)系數(shù)和可見(jiàn)光透光率,從熱性能和采光性能兩個(gè)方面出發(fā),研究了內(nèi)循環(huán)通風(fēng)光伏窗在寒冷地區(qū)的使用特性。 熱性能方面：晴天天氣,通風(fēng)光伏窗體得熱要優(yōu)于密閉雙層光伏窗體；透光率一定,無(wú)論自然通風(fēng)或是機(jī)械通風(fēng)窗,改變間距、通風(fēng)量對(duì)窗體整體的得熱沒(méi)有太大影響,得熱量基本處于同一水平,就自然通風(fēng)而言,推薦間距為60-80mm；改變通風(fēng)量能顯著增加通風(fēng)得熱,透光率越高這種趨勢(shì)更早趨于平緩；通風(fēng)光伏窗體對(duì)室內(nèi)瞬時(shí)熱負(fù)荷的影響與普通中空窗相比有較大差異,光伏通風(fēng)窗下的室內(nèi)會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)熱負(fù)荷為0的情況,同時(shí)夜晚房間的熱負(fù)荷增大,提高了采暖設(shè)備的容量；不考慮光伏窗發(fā)電補(bǔ)償,安裝光伏窗后室內(nèi)全年采暖空調(diào)耗電要大于普通中空窗,但綜合考慮光伏窗的發(fā)電補(bǔ)償后,光伏窗的綜合耗電性能要好于普通中空雙層窗。 采光性能方面：較低透光率的玻璃完全覆蓋窗面是不可取的,本文依托實(shí)驗(yàn)光伏窗體,即窗墻比為0.3,光伏組件覆蓋窗面比例為0.5和0.6情況下,從DF、DA、UDI三個(gè)采光評(píng)價(jià)指標(biāo)出發(fā),分析了光伏窗的采光特性,對(duì)比了光伏窗與普通中空窗對(duì)室內(nèi)采光的影響,得出如下結(jié)論：0.1透光率光伏組件覆蓋窗的比例小于0.5時(shí)才可滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)住宅臥室DF指標(biāo)；DA指標(biāo)表明,光伏窗可明顯改善距窗面1.5m區(qū)域內(nèi)由太陽(yáng)直射光導(dǎo)致的視覺(jué)不適感；UDI結(jié)果顯示,從窗面向內(nèi)4m的室內(nèi)平面,安裝有光伏窗后室內(nèi)采光要優(yōu)于普通中空窗。 【關(guān)鍵詞】：BIPV 非晶硅薄膜電池 通風(fēng)光伏窗 綜合能耗 采光
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TU18;TU11
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 新能源發(fā)展趨勢(shì)12-13
• 1.2 雙層光伏通風(fēng)窗13-14
• 1.2.1 通風(fēng)窗分類(lèi)13-14
• 1.2.2 雙層光伏通風(fēng)窗14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 光伏技術(shù)應(yīng)用18-27
• 2.1 太陽(yáng)能18-19
• 2.2 太陽(yáng)能電池19-21
• 2.2.1 晶硅太陽(yáng)能電池19
• 2.2.2 薄膜太陽(yáng)能電池19-20
• 2.2.3 有機(jī)太陽(yáng)能電池20-21
• 2.3 光伏建筑一體化(BIPV)21-25
• 2.3.1 BIPV系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)21
• 2.3.2 BIPV系統(tǒng)實(shí)例21-25
• 2.4 國(guó)內(nèi)光電政策25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 通風(fēng)雙層光伏窗實(shí)驗(yàn)研究27-34
• 3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)27-28
• 3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法28-29
• 3.3 測(cè)試結(jié)果與分析29-33
• 3.3.1 材料光學(xué)參數(shù)29-31
• 3.3.2 采光測(cè)試分析31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 通風(fēng)雙層光伏窗熱性能分析34-60
• 4.1 窗體通風(fēng)數(shù)學(xué)模型34-37
• 4.1.1 自然通風(fēng)數(shù)學(xué)模型34-36
• 4.1.2 機(jī)械通風(fēng)數(shù)學(xué)模型36-37
• 4.2 數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證37-43
• 4.2.1 模擬熱工參數(shù)設(shè)置38
• 4.2.2 四月實(shí)測(cè)與模擬數(shù)值對(duì)比38-40
• 4.2.3 八月實(shí)測(cè)與模擬數(shù)值對(duì)比40-43
• 4.3 通風(fēng)雙層光伏窗熱性能分析43-53
• 4.3.1 室內(nèi)外參數(shù)43
• 4.3.2 層自然通風(fēng)光伏窗熱性能分析43-50
• 4.3.3 層機(jī)械通風(fēng)光伏窗熱性能分析50-53
• 4.4 光伏窗與傳統(tǒng)窗簾遮陽(yáng)得熱對(duì)比53-54
• 4.5 通風(fēng)雙層光伏窗對(duì)室內(nèi)瞬時(shí)熱負(fù)荷影響分析54-57
• 4.6 通風(fēng)雙層光伏窗對(duì)全年能耗影響分析57-58
• 4.7 通風(fēng)雙層光伏窗綜合能耗分析58-59
• 4.8 本章小結(jié)59-60
• 第5章 通風(fēng)雙層光伏窗采光特性分析60-79
• 5.1 采光評(píng)價(jià)指標(biāo)60-61
• 5.1.1 Daylight Factor (DF)60
• 5.1.2 Daylight Autonomy (DA)60-61
• 5.1.3 Useful Daylight Illuminance (UDI)61
• 5.2 采光模擬軟件61-63
• 5.2.1 Ecotect61-62
• 5.2.2 Radiance62
• 5.2.3 Daysim62-63
• 5.3 采光模擬結(jié)果分析63-78
• 5.3.1 采光系數(shù)(DF)分析63-66
• 5.3.2 全自然采光時(shí)間百分比(DA)分析66-72
• 5.3.3 有效天然采光照度(UDI)分析72-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論與展望79-81
• 致謝81-82
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文82-83
• 參考文獻(xiàn)83-86
• 附錄186-89
• 附錄289-90

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