包商银行光伏建筑一体化太阳能利用效能评估研究

发布时间：2020-05-17 21:21

【摘要】：随着一次能源的日益匮乏和新能源技术的不断突破,太阳能已成为建筑领域颇具潜力的替代能源,其中光伏发电技术与建筑相结合为其提供电力已成为当前建筑节能的重点方向。实现光伏建筑一体化,可提高建筑能源利用率,优化能源结构,有效缓解全球能源危机。本文在挖掘光伏建筑一体化太阳能利用效能的同时对其进行定量化评估,旨在为城市中光伏建筑一体化的推广,可再生能源在建筑上的应用提供参考。在总结国内外光伏建筑一体化发展现状与其效能评估理论的基础上,本文选取包商银行光伏建筑为研究对象,分别从发电、节能、可持续发展效能三个维度对太阳能利用效能进行定量化评估。首先,利用Ecotect软件构建包商银行光伏建筑全年太阳辐射模型,根据模拟所得太阳辐射强度进行光伏建筑最优化系统配置,在此基础上运用Pvsyst软件量化光伏系统全年及逐月发电效能;其次,选取DesignBuilder软件对建筑附加光伏系统前后的全年建筑能耗、年度用能高峰期温度与舒适度进行逐时动态模拟,分别从光伏建筑季节性贡献和年度用能高峰期贡献两方面进行节能效能量化分析;最后利用工程经济学与能值分析理论,选取相关经济、环境及能值指标评估其可持续发展效能。研究发现:(1)包商银行A座办公楼光伏系统太阳能利用发电效能为生命周期发电量669.58万kWh,典型气象年度平均发电量28.79万kWh。(2)在季节性节能效能方面,包商银行A座办公楼附加光伏系统后可有效减少建筑能耗,尤其是夏季制冷能耗,在考虑光伏系统发电量抵消掉的冷热负荷情况下,其年度节能率为7.9%。在年度用能高峰期节能效能方面,包商银行A座办公楼附加光伏系统后室内温度平均降低2.76℃,峰值温度由36.9℃下降为33.9℃,人体舒适度指数低于最高限值的时间段延长3小时,并以总电力需求的7.2%缓解高峰期当地电网压力。(3)包商银行A座办公楼光伏系统单位供电成本为0.69元/kWh,生命周期经济效益折现值为374.2万元,污染物总减排量为5 590.90 t,环境效益为0.096元/kWh,光伏系统资源利用程度相对偏低,对环境压力处于中等水平,系统具有一定的可持续发展潜力,综合可持续发展能力与循环再生能力有待进一步提高。
【图文】：

光伏,装机容量,增长速度,全球

图1.1 2010~2018 年全球累计光伏装机容量及增长速度（单位：GW,%）数据来源：前瞻产业研究院（1）美国美国光伏建筑一体化发展极为迅速，主要表现在对光伏建筑的科学研究、优化设计、应用材料、产品开发等方面，在光伏建筑的商业运作及房地产开发方面，美国均处于世界领先地位，并在国内形成了完整的光伏建筑一体化产业体系。在光伏建筑一体化应用方面，美国推行 “百万太阳能屋顶计划”、“光伏建筑良机计划”。以上措施的实现，使光伏技术在建筑上的应用进一步扩大，给美国带来可观的经济和环境效益。2018年国家产业发展研究院预测，未来五年美国住宅用屋顶、商用屋顶分布式光伏系统安装量将分别达到 25.12%、29.70%。（2）德国作为工业强国的发达国家，德国在光伏建筑一体化应用上处于世界领先地位，且

产业研究,光伏,零能,数据来源

内蒙古科技大学硕士学位论文如图1.2所示截止2017年底，日本光伏累计装机量为49.051GW，而2012年日累计装机量仅为6.631GW，同比增长639.72%。根据日本的节能战略政策，，日目标要在2020年前将零能源新住宅建筑以及零能源新公共建筑系统提高到五，计划从政策和税收两个方面，支持企业开发建设“零能源住宅”。
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU18

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