太陽能光伏光熱一體化建筑應用分析

1、太陽能光伏光熱一體化建筑應用分析太陽能光伏光熱一體化建筑應用分析點擊次數(shù)：384來源網(wǎng)站：發(fā)布時間：20110406【核心提示】太陽能在我國已經(jīng)發(fā)展了幾十年，在建筑中的應用可分為光熱利用和光電利用兩種。但到目前為止，太陽能在建筑中的普及率連10%都不到，且基本僅限于光熱領(lǐng)域。這么低的利用率，還大量集中在光熱領(lǐng)域中的最末端產(chǎn)品——屋頂太陽能熱水器。太陽能光伏建筑一體化近年來成為研究開發(fā)的熱點，也出現(xiàn)了大量的成功示范工程。本文試圖對太陽能光

2、伏一體化的實現(xiàn)方法并在建筑上的應用進行探索與研究，提出一種新型的建筑節(jié)能應用方式。一、引言一、引言隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人們對于常規(guī)能源的消耗不斷加劇，諸如煤炭、石油、天然氣等能源的消耗呈不斷上升趨勢。日益增長的需求導致各種能源過度開采，對生態(tài)環(huán)境造成惡劣影響，目前各國都在致力于開發(fā)新能源。太陽能是永不枯竭的綠色能源，是21世紀最具開發(fā)潛力、最清潔環(huán)保的能源之一。我們知道，在所有的能源消耗中，建筑物的建設(shè)與運行大約占了其中的50%。因

3、此，如何開發(fā)環(huán)保節(jié)能建筑成為各國科學家共同研究的課題。毫無疑問，若能將太陽能與建筑結(jié)合起來，將是降低建筑能耗的最佳途徑。太陽能在建筑中的應用可分為光熱利用和光電利用兩種。光熱利用主要是用太陽能采暖和制冷，進行空氣調(diào)節(jié)；光電技術(shù)利用則是太陽能發(fā)電，為建筑物提供照明用電等。太陽能光電技術(shù)在建筑中的應用由于成本較高，在大部分國家都還沒有普及。而光熱技術(shù)成本相對較低，適合批量生產(chǎn)及商業(yè)化動作，在很多發(fā)達國家已得到廣泛的普及。將太陽能光伏光熱一體

4、化系統(tǒng)應用在現(xiàn)代建筑上，將是未來建筑節(jié)能的重要方向之一。二、太陽能光伏光熱一體化系統(tǒng)的實現(xiàn)二、太陽能光伏光熱一體化系統(tǒng)的實現(xiàn)1.太陽能電池組件結(jié)構(gòu)及工作原理太陽能電池組件主要以半導體材料為基礎(chǔ)制作，基本結(jié)構(gòu)包括框體及設(shè)置于框體內(nèi)的組件結(jié)構(gòu)。其中，組件結(jié)構(gòu)包括透光的前表面玻璃基片、透明密封件（如EVA膠）、電池片及背封薄膜（后表面保護部件，如PVF聚氟乙烯、TPTTPE）等。工作原理是太陽光透過基片照射在光電產(chǎn)生器件上，光電產(chǎn)生器件通過光

5、電效應直接將光能轉(zhuǎn)換為電能，經(jīng)與電池組件配套使用的光伏接線盒，將電能輸出后使用。太陽能電池在將光能轉(zhuǎn)換成電能的過程中，并不是將全部的光能的都轉(zhuǎn)換成電能。理論研究表明，單極單晶硅材料的太陽能電池在0℃時的轉(zhuǎn)換效率的理論物理極限為30%。在光強一定的條件下，當硅電池自身溫度升高時輸出功率將下降。在實際應用中，標準條件下，晶體硅電池平均效率在15%上下。也就是說，太陽能電池只能將15%的光能轉(zhuǎn)換成可用電能，其余的85%都被轉(zhuǎn)化為熱能。在轉(zhuǎn)換過

6、程中，隨著熱能的增加，電池溫度不斷升高，除了光電轉(zhuǎn)換效率大大降低外，太陽能電池的使用壽命也將縮短。為使太陽能電池組件能長久地正常工作，現(xiàn)有技術(shù)中，在框體外加設(shè)散熱裝置（類似于水冷、氣冷等散熱系統(tǒng)，通過循環(huán)水或循環(huán)氣吸熱，達到散熱目的）。但熱能亦是太陽能電池組件吸收太陽輻射能源的一部分，若能將該部分能源取出并收集，加以利用，而非將其視為需消散的有害熱量，便能達到充分利用能源的目的，且拓寬了太環(huán)境溫度Ts，工作電壓U，工作電流I。每5分鐘采