太陽(yáng)能光伏發(fā)電與建筑智能遮陽(yáng)一體化的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、光伏發(fā)電與建筑相結(jié)合(BIPV)是光伏發(fā)電大規(guī)模推廣應(yīng)用的重要發(fā)展方向，而與建筑遮陽(yáng)相結(jié)合是其主要實(shí)現(xiàn)形式之一，對(duì)于節(jié)約建筑能耗、改善室內(nèi)環(huán)境及以可再生能源替代傳統(tǒng)石化能源等具有重要意義。 目前對(duì)建筑遮陽(yáng)的研究大多從建筑學(xué)的角度來進(jìn)行，缺乏全面的、系統(tǒng)的具備工程指導(dǎo)意義的研究。一般僅以傳統(tǒng)的單片遮陽(yáng)板為研究對(duì)象進(jìn)行理論分析，對(duì)以百葉形式為代表的現(xiàn)代遮陽(yáng)技術(shù)的理論分析及具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、安裝研究很少，特別是對(duì)代表遮陽(yáng)發(fā)展趨勢(shì)的

2、智能控制遮陽(yáng)系統(tǒng)的研究更是少見，與現(xiàn)代建筑遮陽(yáng)的發(fā)展要求有一定的差距。而作為新生的概念，光伏發(fā)電與遮陽(yáng)相結(jié)合的研究才剛剛起步。 針對(duì)目前的研究狀況及市場(chǎng)需求，本文系統(tǒng)地進(jìn)行了理論方面的分析，設(shè)計(jì)了一種可用于工程上的光伏-智能遮陽(yáng)系統(tǒng)，既有智能遮陽(yáng)功能又具備光伏發(fā)電能力。主要完成了如下工作： 1.系統(tǒng)分析了遮陽(yáng)、光伏發(fā)電原理，全面闡述了工程應(yīng)用中需涉及到的材料、安裝與布置方式、可調(diào)性、葉片角度與遮陽(yáng)系數(shù)問題。探討了光伏-遮

3、陽(yáng)葉片封裝方法、遮陽(yáng)效率與發(fā)電效率關(guān)系問題。這些分析、探討的內(nèi)容與結(jié)論可直接指導(dǎo)工程的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。 2.以上述分析的內(nèi)容和結(jié)論為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)了一種可用于工程上的光伏-智能遮陽(yáng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由光伏-遮陽(yáng)葉片組成陣列，可根據(jù)外界環(huán)境氣候及一年四季太陽(yáng)運(yùn)行的變化而自動(dòng)調(diào)整葉片角度，取得符合設(shè)計(jì)要求的遮陽(yáng)效率及發(fā)電量。所有葉片均由單片機(jī)集中統(tǒng)一控制，同時(shí)每列葉片又可單獨(dú)接受手動(dòng)或遙控控制。單片機(jī)外接光敏電阻器測(cè)試室外光強(qiáng)變化，也可根據(jù)設(shè)計(jì)要

4、求外接風(fēng)速及風(fēng)向傳感器、煙霧傳感器、雨雪傳感器等組成微氣候站，為葉片運(yùn)行提供輸入信號(hào)。葉片由直流線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用開環(huán)控制，通過調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)間來控制葉片角度。光伏陣列所產(chǎn)生的電能可為電機(jī)執(zhí)行器提供電力，并可組成獨(dú)立供電系統(tǒng)為其他設(shè)備供電，條件允許時(shí)可直接并入電網(wǎng)。設(shè)計(jì)包含四個(gè)部分：支撐結(jié)構(gòu)及遮陽(yáng)板(葉片)設(shè)計(jì)、電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 3.分析了由于葉片之間在一些時(shí)間內(nèi)存在相互遮擋現(xiàn)象所造成的電池間失配