屋顶光伏(PV)系统是广州地区常用的一种利用可再生能源的系统,具有相当大的节能潜力,不仅发电,而且对建筑能耗系统也有影响。在快速评估屋顶光伏系统的节能潜力的模型上仍然存在不足,这使得建筑师在设计阶段更难以确定屋顶光伏的安装面积。因此,本文旨在通过实验和仿真,建立广州中典型办公楼屋顶光伏系统的节能潜力模型。结果显示,屋顶光伏系统最节能的潜力来自于其发电能力。特别是对于具有高性能空调系统的高层建筑,屋顶光伏系统对建筑暖通空调能耗的影响几乎可以忽略不计。
结论和讨论
屋顶光伏系统是BIPV的一种常见形式,对建筑行业的节能和减少碳排放具有重要意义。虽然屋顶光伏系统节能潜力的研究相对成熟,但在建筑设计早期考虑屋顶光伏系统对建筑能耗的影响,导致建筑设计早期对屋顶光伏系统节能潜力的评价不准确,影响了屋顶光伏系统安装面积的确定。鉴于这一差距,本文通过实验和仿真,本文提出了一个修正的建筑暖通空调能耗预测模型,考虑了屋顶光伏系统的影响,以及一个预测建筑屋顶光伏系统发电的模型。
首先,屋顶光伏系统的安装改变了屋顶的传热过程。简单地说,它可以分为两个主要方面,一个是光伏的阴影效应,另一个是光伏板温度升高所产生的额外长波辐射。根据实验结果,可以得出结论,额外的长波辐射是发生在光伏板上的太阳能辐射的十分之一。根据上述影响,结合空调系统的COP和建筑楼层数,对广州中典型高层办公楼暖通空调能耗预测模型进行了修正。仿真结果表明,屋顶光伏系统的年发电量为128.6kWh/m2。从典型建筑屋顶光伏系统的发电预测模型来看,光伏安装面积与屋顶面积的比例越大,发电量越大;建筑楼层数越多,发电发电量越小。
结果表明,屋顶光伏系统最节能的潜力来自于其发电能力。特别是对于具有高性能空调系统的高层建筑,屋顶光伏系统对建筑暖通空调能耗的影响几乎可以忽略不计。
当抵消能源消耗的可能性产生可再生能源,屋顶空间变得极其有限的考虑窗户清洁器,冷却塔和其他户外设备,而不是增加屋顶光伏板,建筑集成光伏立面可能是未来进一步研究的替代方案。
原标题:广州典型办公楼屋顶光伏系统节能潜力建模