【摘要】：本文針對(duì)南京地區(qū)高層建筑因?yàn)榇皯裘娣e大,特別是在夏季通過普通窗戶進(jìn)入室內(nèi)的熱量多,空調(diào)能耗大的問題,自行設(shè)計(jì)制作了一套基于窗戶的太陽(yáng)能光伏光熱一體化系統(tǒng)的性能研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在保證室內(nèi)基本照明要求的條件下將PV-T系統(tǒng)與建筑物的維護(hù)結(jié)構(gòu)窗戶結(jié)合,既可以減少進(jìn)入室內(nèi)的熱量,同時(shí)利用太陽(yáng)能電池發(fā)電,特別在夏季光照條件強(qiáng)烈的地區(qū),可以減少能耗節(jié)約能源,為PV-T系統(tǒng)的應(yīng)用提供了新的選擇。 本文主要做了如下工作： 1)為了評(píng)估南京地區(qū)窗式太陽(yáng)能PV-T系統(tǒng)的節(jié)能效果,自行設(shè)計(jì)制作了一套基于窗臺(tái)式太陽(yáng)能光伏光熱一體化系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)主要由特制窗架,光伏電池板、玻璃窗、水冷散熱器、集熱水箱、水泵等設(shè)備組成,其中光伏電池板包括了目前市面上常見的三種不同類型晶體硅電池：?jiǎn)尉Ч杼?yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池以及非晶硅太陽(yáng)能電池。 2)本文在南京地區(qū)一年四季典型天氣情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要圍繞不同類型太陽(yáng)能光伏電池的發(fā)電量,PV-T系統(tǒng)的冷卻水集熱量以及測(cè)試房間總得熱量來(lái)展開,比較南京地區(qū)建筑物布置普通玻璃窗和光伏窗房間的能耗,并總結(jié)了在不同季節(jié)不同冷卻條件下不同類型晶體硅電池PV-T系統(tǒng)節(jié)能情況,得出了在南京地區(qū)夏季使用單晶硅PV-T系統(tǒng)節(jié)能效果最好的結(jié)論。在房間面積為20m2窗戶面積為2.4m2測(cè)試房間里使用0.84m2單晶硅光伏電池,全年按照每季度運(yùn)行90天,夏季運(yùn)行10小時(shí)/天,春秋季運(yùn)行9小時(shí)/天,冬季運(yùn)行8小時(shí)/天,實(shí)際可節(jié)省電能為168.8kW·h。 3)以單晶硅PV-T系統(tǒng)為研究對(duì)象,利用CFD仿真軟件Fluent對(duì)測(cè)試房間進(jìn)行數(shù)值模擬,得出夏季在典型時(shí)間點(diǎn)通過各墻壁得熱量與總得熱量的模擬值,并與第三章的測(cè)試結(jié)果作比較,兩者誤差小于實(shí)驗(yàn)值的15%,證實(shí)了仿真模型的可靠性。之后以仿真模型為基礎(chǔ),對(duì)太陽(yáng)能電池的實(shí)際使用面積進(jìn)行優(yōu)化研究,在房間面積為20m2,窗戶面積為2.4m2的測(cè)試房間里在滿足該P(yáng)V-T系統(tǒng)如要在保證全年都能在室內(nèi)照度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的條件下運(yùn)行,最大化光伏窗的面積為1.34m2,并按此面積對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行模擬,得到全年總節(jié)省電能226.34kW·h的結(jié)論。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TK519

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本文編號(hào)：2640717