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      綠色凹宅太陽能技術論文

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      綠色凹宅太陽能技術論文

      1太陽能光電技術

      太陽能光伏發電系統主要由光伏電池板、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展最快、最具活力的研究領域。硅是最理想的太陽能光伏板材料,單晶硅大陽能電池轉換效率最高,技術也最為成熟。“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的策略,裝機容量為13.52kW。“綠色凹宅”的光伏板以接面的3°鋪設。在天氣晴好的情況下,每天可以產生電能近62kWh,基本滿足郊區家庭的日常生活需要。通過計算機模擬評估和現場比賽實測,“綠色凹宅”的整個太陽能系統可以產生比其耗電量還多1.5倍的電能回饋電網,可以說“綠色凹宅”是一個負能耗建筑。“綠色凹宅”采用的是并網型太陽能光伏發電系統,安裝雙向電表,余電由園區設置的蓄電池組統一儲存;若自身發電不足以滿足其用電需求,則可從園區蓄電池組或外電網取電。

      2太陽能光伏光熱一體化

      技術光伏光熱一體化太陽能系統在電力輸出的同時提供生活熱水。光電光熱一體化板在光伏模塊背面設置吸熱表面和流體通道,構成光伏光熱模塊,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由光伏光熱模塊、直流循環水泵、水箱、連接管道及支撐框架組成。該一體化系統與傳統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,從而使系統的發電效率比傳統的光伏系統有很大提高。可采用熱效率與電效率之和來綜合評價系統的能量利用特性。如果系統有較高的熱效率和電效率,則其年綜合性能效率大于60%,比單一熱水系統或光伏系統效率顯著提高。“綠色凹宅”在屋頂中央鋪設了3塊光伏光熱一體化太陽能板。“綠色凹宅”在晴天產生的熱水量可充分滿足日常生活的要求;在陰雨天氣,系統與空調的熱回收相結合,使熱水系統即使在相對惡劣的情況下也可以達到180L45℃熱水的標準,可滿足日程起居生活的需求。

      3其他太陽能技術

      “綠色凹宅”的中庭是一個陽光房,面向戶外4m高的玻璃折疊門,三面分割中庭和室內的推拉門占滿庭院屋頂的采光窗,其中兩扇在智能控制系統下可以自動開啟,引導風向。冬季時可以合上門窗,形成陽光房,熱量被暖房儲存,進而輻射入室內,有效降低了房屋的能耗。

      4太陽能系統的維護

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

      5智能家居系統與太陽能技術的良好配合

      “綠色凹宅”的智能家居系統具有以下功能:

      (1)環境控制功能,可以監控房間溫度、濕度及CO2濃度,并反饋給空調系統。

      (2)照度控制功能,包括照明燈具就地控制、場景/順序控制、遠程控制及自動控制,以及百葉窗窗簾、中庭天窗的開關和調整。

      (3)安防控制功能,包括火災自動報警、煤氣泄漏報警、入侵報警(門禁系統)、剩余電流報警、視頻安防監控等。

      (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、在用電高峰時可自動切斷次要設備,以免超過額定負荷、計量和顯示各種能源消耗。智能家居系統全方面服務于“綠色凹宅”,在給“綠色凹宅”提供舒適的環境的同時,管理“綠色凹宅”的能源,在開源的同時,也做到節流。

      6結語

      “綠色凹宅”對太陽能技術的應用做了創新性嘗試,是一個比較成功的環保低能耗住宅的實例。智能家居系統在給“綠色凹宅”提供舒適環境的同時,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”對于在我國推廣應用太陽能技術具有很好的借鑒意義。

      作者:莫理莉單位:華南理工大學建筑設計研究院華南理工大學

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