光伏建筑一體化計算機輔助設計系統(tǒng)開發(fā)

【摘要】：隨著光伏發(fā)電技術(shù)的飛速發(fā)展,光伏建筑在國內(nèi)的應用日趨廣泛。當前以光伏建筑工程師主觀設計為主的現(xiàn)狀,不僅造成了資源的大量浪費,且有很大的不確定性,已難以滿足光伏建筑的發(fā)展需要,用計算機輔助設計軟件實現(xiàn)光伏建筑一體化設計已迫在眉睫。 本文首先從光伏建筑入手,研究了作為光伏建筑重要組成部分的光伏發(fā)電系統(tǒng)和支架結(jié)構(gòu)體系。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)主要由太陽能電池、逆變器等構(gòu)成,本文根據(jù)材料的差異把太陽能電池分作單晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜三類,并論述了其光生伏打效應原理；討論了逆變器的設計與使用要求以及并網(wǎng)光伏系統(tǒng)在節(jié)能環(huán)保等領域的優(yōu)點等。同時,根據(jù)光伏組件和建筑集成形式的不同,把光伏支架分作傾斜式、平臥式。嵌入式三類,并闡述了其設計要求。其后,對光伏建筑一體化的相關(guān)設計原則作了歸納總結(jié)。 隨后,本文以光伏發(fā)電系統(tǒng)和支架體系為骨架,建立了光伏建筑一體化設計模型。首先,建立了光伏系統(tǒng)各模塊的數(shù)學模型,包括太陽能各天文參數(shù)、地外水平面輻射量、地表輻射量的計算方法,光伏方陣最佳傾角的選擇原則及其計算模型,光伏陣列設計中單路電壓與電流的計算方法、方陣組件串并聯(lián)計算模型、逆變器設計方法等,光伏系統(tǒng)設計功率計算模型,其經(jīng)濟、環(huán)保效益等。同時,建立了光伏支架設計模型。在對支架結(jié)構(gòu)作出相關(guān)假定的基礎上,對傾斜式、平臥式、嵌入式三種支架體系從分析方法、設計條件、荷載計算、梁的受力分析、節(jié)點強度驗算等方面作了詳細論述,并建立了支架梁截面設計的資料數(shù)據(jù)庫。 最后,根據(jù)本文所建立的光伏建筑設計模型,結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)資料與實驗室多年研究成果,開發(fā)設計了光伏建筑一體化輔助設計軟件。介紹了主程序的設計流程,及程序輸入與輸出等相關(guān)內(nèi)容,并把軟件分為初步設計、工程設計、結(jié)果查詢?nèi)竽K,分別對其相關(guān)界面作了詳細描述。在文章最后,把本軟件應用于某工程算例中,實現(xiàn)了該工程的計算機輔助設計。 【關(guān)鍵詞】：光伏建筑 并網(wǎng)光伏系統(tǒng) 支架 計算模型 軟件設計
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 光伏建筑一體化定義10
• 1.2 光伏建筑一體化分類10-13
• 1.3 光伏建筑一體化優(yōu)勢13-14
• 1.4 光伏建筑一體化發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.4.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.4.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 光伏建筑一體化組成和設計原則19-29
• 2.1 前言19-20
• 2.2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的組成和工作原理20-25
• 2.2.1 太陽能電池20-22
• 2.2.2 逆變器22-24
• 2.2.3 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)24-25
• 2.3 光伏支架25-27
• 2.3.1 光伏支架分類25-26
• 2.3.2 光伏支架設計要求26-27
• 2.4 光伏建筑一體化設計原則27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第3章 光伏系統(tǒng)各模塊數(shù)學模型29-52
• 3.1 前言29
• 3.2 太陽輻射能的計算29-34
• 3.2.1 太陽能各天文參數(shù)的計算29-30
• 3.2.2 地外水平面輻射量的計算30-32
• 3.2.3 地表輻射量的計算32-34
• 3.3 光伏方陣的最佳傾角34-35
• 3.3.1 最佳傾角選擇原則34
• 3.3.2 最佳傾角計算模型34-35
• 3.4 光伏陣列設計模型35-41
• 3.4.1 單路電壓與電流的計算35-37
• 3.4.2 光伏組件方陣設計37-40
• 3.4.3 光伏逆變器設計模型40-41
• 3.5 光伏支架設計模型41-49
• 3.5.1 設計依據(jù)41
• 3.5.2 模型設計假定41-44
• 3.5.3 模型分析方法44-45
• 3.5.4 主梁受力分析45-49
• 3.5.5 節(jié)點強度驗算49
• 3.6 光伏系統(tǒng)功率與效益49-51
• 3.6.1 光伏系統(tǒng)的功率計算49-50
• 3.6.2 光伏系統(tǒng)的經(jīng)濟與環(huán)保效益50-51
• 3.7 本章小結(jié)51-52
• 第4章 軟件設計與實現(xiàn)52-78
• 4.1 前言52
• 4.2 軟件程序設計52-54
• 4.2.1 主程序設計52-54
• 4.2.2 程序輸入與輸出54
• 4.3 軟件各模塊界面54-74
• 4.3.1 初步設計模塊55-60
• 4.3.2 工程設計模塊60-72
• 4.3.3 結(jié)果查詢模塊72-74
• 4.4 軟件應用舉例74-77
• 4.5 本章小結(jié)77-78
• 第5章 結(jié)論與展望78-80
• 5.1 本文主要結(jié)論78
• 5.2 下一步工作與展望78-80
• 參考文獻80-83
• 作者簡介83
• 碩士學位期間發(fā)表(錄用)的論文83

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