【摘要】：隨著一次能源的日益匱乏和新能源技術(shù)的不斷突破,太陽能已成為建筑領(lǐng)域頗具潛力的替代能源,其中光伏發(fā)電技術(shù)與建筑相結(jié)合為其提供電力已成為當(dāng)前建筑節(jié)能的重點(diǎn)方向。實(shí)現(xiàn)光伏建筑一體化,可提高建筑能源利用率,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),有效緩解全球能源危機(jī)。本文在挖掘光伏建筑一體化太陽能利用效能的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行定量化評(píng)估,旨在為城市中光伏建筑一體化的推廣,可再生能源在建筑上的應(yīng)用提供參考。在總結(jié)國內(nèi)外光伏建筑一體化發(fā)展現(xiàn)狀與其效能評(píng)估理論的基礎(chǔ)上,本文選取包商銀行光伏建筑為研究對(duì)象,分別從發(fā)電、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展效能三個(gè)維度對(duì)太陽能利用效能進(jìn)行定量化評(píng)估。首先,利用Ecotect軟件構(gòu)建包商銀行光伏建筑全年太陽輻射模型,根據(jù)模擬所得太陽輻射強(qiáng)度進(jìn)行光伏建筑最優(yōu)化系統(tǒng)配置,在此基礎(chǔ)上運(yùn)用Pvsyst軟件量化光伏系統(tǒng)全年及逐月發(fā)電效能;其次,選取DesignBuilder軟件對(duì)建筑附加光伏系統(tǒng)前后的全年建筑能耗、年度用能高峰期溫度與舒適度進(jìn)行逐時(shí)動(dòng)態(tài)模擬,分別從光伏建筑季節(jié)性貢獻(xiàn)和年度用能高峰期貢獻(xiàn)兩方面進(jìn)行節(jié)能效能量化分析;最后利用工程經(jīng)濟(jì)學(xué)與能值分析理論,選取相關(guān)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及能值指標(biāo)評(píng)估其可持續(xù)發(fā)展效能。研究發(fā)現(xiàn):(1)包商銀行A座辦公樓光伏系統(tǒng)太陽能利用發(fā)電效能為生命周期發(fā)電量669.58萬kWh,典型氣象年度平均發(fā)電量28.79萬kWh。(2)在季節(jié)性節(jié)能效能方面,包商銀行A座辦公樓附加光伏系統(tǒng)后可有效減少建筑能耗,尤其是夏季制冷能耗,在考慮光伏系統(tǒng)發(fā)電量抵消掉的冷熱負(fù)荷情況下,其年度節(jié)能率為7.9%。在年度用能高峰期節(jié)能效能方面,包商銀行A座辦公樓附加光伏系統(tǒng)后室內(nèi)溫度平均降低2.76℃,峰值溫度由36.9℃下降為33.9℃,人體舒適度指數(shù)低于最高限值的時(shí)間段延長3小時(shí),并以總電力需求的7.2%緩解高峰期當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)壓力。(3)包商銀行A座辦公樓光伏系統(tǒng)單位供電成本為0.69元/kWh,生命周期經(jīng)濟(jì)效益折現(xiàn)值為374.2萬元,污染物總減排量為5 590.90 t,環(huán)境效益為0.096元/kWh,光伏系統(tǒng)資源利用程度相對(duì)偏低,對(duì)環(huán)境壓力處于中等水平,系統(tǒng)具有一定的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿?綜合可持續(xù)發(fā)展能力與循環(huán)再生能力有待進(jìn)一步提高。
【圖文】：

圖1.1 2010~2018 年全球累計(jì)光伏裝機(jī)容量及增長速度（單位：GW,%）數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院（1）美國美國光伏建筑一體化發(fā)展極為迅速，主要表現(xiàn)在對(duì)光伏建筑的科學(xué)研究、優(yōu)化設(shè)計(jì)、應(yīng)用材料、產(chǎn)品開發(fā)等方面，在光伏建筑的商業(yè)運(yùn)作及房地產(chǎn)開發(fā)方面，美國均處于世界領(lǐng)先地位，并在國內(nèi)形成了完整的光伏建筑一體化產(chǎn)業(yè)體系。在光伏建筑一體化應(yīng)用方面，美國推行 “百萬太陽能屋頂計(jì)劃”、“光伏建筑良機(jī)計(jì)劃”。以上措施的實(shí)現(xiàn)，使光伏技術(shù)在建筑上的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大，給美國帶來可觀的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。2018年國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院預(yù)測(cè)，未來五年美國住宅用屋頂、商用屋頂分布式光伏系統(tǒng)安裝量將分別達(dá)到 25.12%、29.70%。（2）德國作為工業(yè)強(qiáng)國的發(fā)達(dá)國家，德國在光伏建筑一體化應(yīng)用上處于世界領(lǐng)先地位，且

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文如圖1.2所示截止2017年底，日本光伏累計(jì)裝機(jī)量為49.051GW，而2012年日累計(jì)裝機(jī)量僅為6.631GW，同比增長639.72%。根據(jù)日本的節(jié)能戰(zhàn)略政策，，日目標(biāo)要在2020年前將零能源新住宅建筑以及零能源新公共建筑系統(tǒng)提高到五，計(jì)劃從政策和稅收兩個(gè)方面，支持企業(yè)開發(fā)建設(shè)“零能源住宅”。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU18

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