綠色凹宅太陽能技術(shù)論文

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1太陽能光電技術(shù)

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏電池板、控制器和逆變器三大部分組成。在太陽能的有效利用中，大陽能光伏是近些年來發(fā)展最快、最具活力的研究領(lǐng)域。硅是最理想的太陽能光伏板材料，單晶硅大陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。“綠色凹宅”選用的太陽能光伏板是單晶硅光伏板。“綠色凹宅”采用52塊260W(峰值功率)單晶硅光伏板滿鋪屋頂?shù)牟呗裕b機(jī)容量為13．52kW。“綠色凹宅”的光伏板以接面的3°鋪設(shè)。在天氣晴好的情況下，每天可以產(chǎn)生電能近62kWh，基本滿足郊區(qū)家庭的日常生活需要。通過計(jì)算機(jī)模擬評(píng)估和現(xiàn)場(chǎng)比賽實(shí)測(cè)，“綠色凹宅”的整個(gè)太陽能系統(tǒng)可以產(chǎn)生比其耗電量還多1．5倍的電能回饋電網(wǎng)，可以說“綠色凹宅”是一個(gè)負(fù)能耗建筑。“綠色凹宅”采用的是并網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，安裝雙向電表，余電由園區(qū)設(shè)置的蓄電池組統(tǒng)一儲(chǔ)存;若自身發(fā)電不足以滿足其用電需求，則可從園區(qū)蓄電池組或外電網(wǎng)取電。

2太陽能光伏光熱一體化

技術(shù)光伏光熱一體化太陽能系統(tǒng)在電力輸出的同時(shí)提供生活熱水。光電光熱一體化板在光伏模塊背面設(shè)置吸熱表面和流體通道，構(gòu)成光伏光熱模塊，這樣既有效地降低了光伏電池的溫度，提高了光電效率，又有效地利用了余熱，獲得了熱水。光伏光熱一體化系統(tǒng)由光伏光熱模塊、直流循環(huán)水泵、水箱、連接管道及支撐框架組成。該一體化系統(tǒng)與傳統(tǒng)的太陽能熱水器相比，效率(約為50%)相差不大。由于水流吸收了使硅電池轉(zhuǎn)換效率下降的余熱，光伏陣列的工作溫度有所降低，從而使系統(tǒng)的發(fā)電效率比傳統(tǒng)的光伏系統(tǒng)有很大提高。可采用熱效率與電效率之和來綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)的能量利用特性。如果系統(tǒng)有較高的熱效率和電效率，則其年綜合性能效率大于60%，比單一熱水系統(tǒng)或光伏系統(tǒng)效率顯著提高。“綠色凹宅”在屋頂中央鋪設(shè)了3塊光伏光熱一體化太陽能板。“綠色凹宅”在晴天產(chǎn)生的熱水量可充分滿足日常生活的要求;在陰雨天氣，系統(tǒng)與空調(diào)的熱回收相結(jié)合，使熱水系統(tǒng)即使在相對(duì)惡劣的情況下也可以達(dá)到180L45℃熱水的標(biāo)準(zhǔn)，可滿足日程起居生活的需求。

3其他太陽能技術(shù)

“綠色凹宅”的中庭是一個(gè)陽光房，面向戶外4m高的玻璃折疊門，三面分割中庭和室內(nèi)的推拉門占滿庭院屋頂?shù)牟晒獯埃渲袃缮仍谥悄芸刂葡到y(tǒng)下可以自動(dòng)開啟，引導(dǎo)風(fēng)向。冬季時(shí)可以合上門窗，形成陽光房，熱量被暖房?jī)?chǔ)存，進(jìn)而輻射入室內(nèi)，有效降低了房屋的能耗。

4太陽能系統(tǒng)的維護(hù)

“綠色凹宅”在屋頂設(shè)置一套光伏清潔系統(tǒng)，清洗落在光伏板上的灰塵，不僅保證了發(fā)電的效率，而且通過降低光伏組件的工作溫度，可提高其光電轉(zhuǎn)化效率。

5智能家居系統(tǒng)與太陽能技術(shù)的良好配合

“綠色凹宅”的智能家居系統(tǒng)具有以下功能:

(1)環(huán)境控制功能，可以監(jiān)控房間溫度、濕度及CO2濃度，并反饋給空調(diào)系統(tǒng)。

(2)照度控制功能，包括照明燈具就地控制、場(chǎng)景/順序控制、遠(yuǎn)程控制及自動(dòng)控制，以及百葉窗窗簾、中庭天窗的開關(guān)和調(diào)整。

(3)安防控制功能，包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、煤氣泄漏報(bào)警、入侵報(bào)警(門禁系統(tǒng))、剩余電流報(bào)警、視頻安防監(jiān)控等。

(4)能源控制功能，包括控制熱水的溫度與水量、家用電器控制、在用電高峰時(shí)可自動(dòng)切斷次要設(shè)備，以免超過額定負(fù)荷、計(jì)量和顯示各種能源消耗。智能家居系統(tǒng)全方面服務(wù)于“綠色凹宅”，在給“綠色凹宅”提供舒適的環(huán)境的同時(shí)，管理“綠色凹宅”的能源，在開源的同時(shí)，也做到節(jié)流。

6結(jié)語

“綠色凹宅”對(duì)太陽能技術(shù)的應(yīng)用做了創(chuàng)新性嘗試，是一個(gè)比較成功的環(huán)保低能耗住宅的實(shí)例。智能家居系統(tǒng)在給“綠色凹宅”提供舒適環(huán)境的同時(shí)，也管理“綠色凹宅”的能源。我國是太陽能資源豐富的國家，“綠色凹宅”對(duì)于在我國推廣應(yīng)用太陽能技術(shù)具有很好的借鑒意義。

作者：莫理莉單位：華南理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院華南理工大學(xué)