半透明单晶硅光伏玻璃在建筑中应用的综合能耗研究.ppt

半透明单晶硅光伏玻璃在建筑中应用 的综合能耗研究 在当前节能与推动可持续能源利用已成为社会共识的时代背景 下 , 光伏建筑以正成为绿色生态建筑中颇具发展潜力的分支。在 光伏建筑迅猛发展的态势下 , 半透明光伏玻璃的出现是光伏建筑 大步向前发展的新生且重要的契机 , 其半透明性可以满足建筑采 光、取景的需求 , 半透明性也意味着其与建筑因素的结合更为紧 密 , 阳光的进入通过半透明光伏玻璃进入室内将影响到包括采光、 制冷及采暖的能耗。 对于半透明光伏玻璃 , 如何优化其设计 , 尤其是其透光率的优化 设计对于光伏建筑的综合能耗表现有着较为关键的影响。本研 究关注半透明光伏玻璃在建筑中的应用问题 , 研究其在不同建筑 因素下的建筑综合能耗表现 , 并将其与传统玻璃进行能耗对比研 究 , 从综合能耗角度分析半透明光伏玻璃在不同建筑因素下代替 传统玻璃的可能性 , 探索并总结其不同建筑因素的优化设计策略。 本研究主要采用实验结合模拟的方法 , 通过建立半透明光伏玻璃 的计算模型 , 然后采用实际气象条件下的实验实测验证计算算法 , 最后将计算模型结合电脑模拟 (EnergyPlus) 进行不同建筑因素 的设置 , 将不同电池覆盖率 (PVR) 的半透明光伏玻璃置于不同建 筑因素下进行测试、分析与论证 , 并与传统玻璃进行对比 , 得出 其建筑综合能耗情况与规律。研究发现 , 从综合节能角度而言 , 半透明光伏玻璃的电池覆盖率 (PVR) 在不同建筑条件下所导致的 建筑综合能耗截然不同 , 在不同的建筑因素组合下 , 恰当的 PVR 取 值将可以实现光伏玻璃综合节能的最大效益。 随着半透明单晶硅 PVR 上升 , 光电转化率下降 ,PV 发电量上升 , 照 明能耗上升 , 空调能耗 ( 制冷 + 采暖 ) 下降。窗墙比和房间进深对 于光伏玻璃的能耗表现具有很大的影响 , 光伏玻璃的性能分析必 须给予一定的窗墙比和房间进深条件下才具有意义。 我们选取了三种较为典型的传统玻璃与半透明光伏玻璃进行综 合能耗的对比 , 在各种 PVR 下 , 单晶硅光伏玻璃的综合节能性能都 优于单层玻璃和双层中空玻璃 , 其综合节能性能表现优于单层玻 璃和一般的双层中空玻璃 , 但略逊于 Low-E 玻璃。本研究从设计 策略与经验角度 , 总结了以下几个重要的结论。 PVR 值较高 (50%-80%) 的单晶硅光伏玻璃 , 较为适合窗墙比较大 (gt;0.5) 的建筑空间 ; 也较为适合进深较小 (lt;7m) 的建筑空 间 ;PVR 值较低 (10%-50%) 的单晶硅光伏玻璃 , 较为适合窗墙比较 小 (0.2 – 0.5) 和进深较大(≥7m)的建筑空间。房间进深较小 (lt;6m) 时 , 光伏玻璃比《公共建筑节能设计标准》的能耗要求 更为节能。 窗墙比较小 (lt;0.35) 时 , 光伏玻璃比《公共建筑节能设计标准》 的能耗要求更为节能。这些结论在实际工程应用中可以起到较 为重要的参考和借鉴的价值与作用。