大家好!今天让小编来大家介绍下关于德国光伏建筑一体化计算公式_请问建筑光伏一体化(BIPV)中,1kw相当于多少平方米啊?的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.太阳能电池板面积与功率的计算公式是什么?2.请问建筑光伏一体化(BIPV)中,1kw相当于多少平方米啊?
3.光伏建筑一体化设计浅谈?
4.光伏逆变器的欧洲效率是如何计算的?请给出具体的计算方法。
太阳能电池板面积与功率的计算公式是什么?
单位面积的功率是由太阳能板本身的功率决定的。
比如一块1.6x1米的太阳能板,如果做成240W,则平均每平米的功率是150W。
同样这个尺寸的太阳能板,如果做成220W,则平均功率只有137.5W。
至于单位面积的发电量,这个除了跟本身的功率有关之外,还和地理位置(光照情况)、安装角度等情况有关
太阳能(solar energy),是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式:辐射),主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。
自地球上生命诞生以来,就主要以太阳提供的热辐射能生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为制作食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的,来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳,并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
请问建筑光伏一体化(BIPV)中,1kw相当于多少平方米啊?
1光伏一体化城市建筑概述
太阳能光伏发电系统是利用光伏电池板直接将太阳辐射能转化为电能的系统,主要由太阳能电池板、电能储存元件、控制器、电力电子变换器以及负载等部件构成。光伏发电系统按运行方式可以分为两类:独立运行的光伏发电系统和并网运行的发电系统。
2光伏建筑系统的设计
2.1设计原则
(1)建筑美学原则:BIPV是建筑物的一个组成本分,整个系统必须符合人们对建筑审美的要求;
(2)建筑智能原则:BIPV系统必须同时满足作为相应建筑物构件所承担的保护、受力、隔热、防水、采光、遮阳等建筑职能;
(3)最大电量输出原则:光电转换是BIPV系统的另一个重要职能。设计者在保证BIPV系统实现其建筑属性的同时,也要考虑如何实现光伏发电系统的电量输出最大化;
(4)BIPV系统的稳定性、可维护原则:BIPV系统在其设计的生命周期内需保证安全、稳定的运行。
2.2光伏建筑系统的设计
(1)当地气象参数的收集。在BIPV设计过程中,地点、气候、纬度、平均日照、平均温度、降水量、湿度、浮尘量、风荷载和地质条件都会影响光伏一体化城市建筑的经济性。
(2)因此在设计前,需要收集当地的气象数据资料。
(3)负载情况分析。负载的计算是独立太阳能光伏发电系统设计的重要内容之一。
(4)光伏板最佳倾斜角的设计。在光伏系统的设计中,光伏板的安装形式和安装角度对光伏板所能接收到的太阳辐射量以及光伏供电系统的发电能力具有很大的影响。
(5)光伏系统总功率的概算。在构成光伏阵列时,为了得到适合的输出功率,必须把单个电池串联或并联起来。根据负载用电量、电压、功率、光照情况,确定光伏电池的总容量和光伏电池板的串、并联数量。
2.3光伏建筑关键技术
(1)安装位置。理论研究与实际运行显示,屋顶是PV的最佳安装点,其次是房屋的南立面。南立面的最优发电时间是冬季,最差是夏季。东西立面的发电量只有屋顶的1/3左右。光伏阵列的倾角和方位角对其性能也有重要的影响。角度设置主要取决于当地的纬度(有时,安装角度与当地纬度并不相称,需要测量决定)、斜面上的辐照强度和负载的用电需求。BIPV阵列的朝向和屋顶的倾斜度限制了其倾角和方位角。
(2)遮挡因素。对于晶体硅光伏电池,很小的遮挡就会引起很大的功率损失,而遮挡对薄膜电池的影响小得多。建筑师设计PV系统时,一定要计算遮挡因素对输出功率的影响,因为不同的遮挡方式可导致不同的功率输出效果。建筑师需要精心设计PV组件的排布,一方面使PV建材的框形设计达到最优,另一方面使环境建筑物对BIPV的影响降到最低。
(3)通风设计。为了保证充电电压,设计光伏发电系统时必须考虑各种因素引起的光伏电池方阵的电压下降量,并据此确定光伏电池组件的串、并联方式和方阵的排布形式。其中,导致电压下降的首要因素是组件的温升。光伏电池组件接收太阳能后,其中一部分直接转换为电能输出,余下部分转换为热能向环境散出,因此电池组件开始工作后数分钟内温度升高,一般维持在50℃左右。在通风不良的情况下,光伏电池组件背面温度可达80℃以上,直接影响了太阳电池的输出电压和转换效率(温度每升高1℃会使光伏电池的能量转换效率降低0.5%左右)[3]。因此,通风设计是BIPV中很重要的因素。通过对BIPV系统(包括光伏电池组件、枕木、角钢、防雨保温板等组成部分)合理的建筑设计和安装方式,可以达到良好的通风、降温效果。
3结语
太阳能光伏一体化城市建筑技术和成本将取得突破性的进展,彻底消除使用障碍,太阳能光伏一体化城市建筑绿色电能源将替代传统火力电能,引领新一轮能源革命。所以我们既要把发展太阳能光伏一体化城市建筑新能源作为应对危机的重要举措,又要把太阳能光伏一体化城市建筑新能源提高到国际竞争的战略制高点的位置。光伏一体化城市建筑BIPV是一个综合工程,一个成功的BIPV需要从最初的方案构思就精心策划,考虑建筑物的周边环境、建筑美学、整体效果、投资规模等等,需要建筑、结构、电气等多专业的共同努力和配合。
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光伏建筑一体化设计浅谈?
这个不好说,得看具体情况。平均说来,北回归线附近,夏季在天气较为晴朗的情况下,正午时太阳辐射的辐照度最大,在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右;若按全年日夜平均,则只有200W左右。而在冬季大致只有一半,阴天一般只有1/5左右,这样的能流密度是很低的。
光伏逆变器的欧洲效率是如何计算的?请给出具体的计算方法。
本文给出了光伏建筑一体化(BIPV)的定议,分析了BIPV与BAPV的区别。着重讨论了光伏建筑一体化设计中需要注意的几个问题,以供参考。
1前言
随着石化能源的逐渐枯竭,自然环境的恶化,人们越来越重视太阳能、风能等可再生能源的利用。光伏建筑一体化建筑是光伏应用形式中最接近人类生活的一种,其效果的好坏将直接影响到人们对光伏产品的映像。
2光伏建筑一体化的定义
光伏建筑一体化(BIPV)技术即将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。BIPV即BuildingIntegratedPV,PV即Photovolta-ic。光伏建筑—体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV:BuildingAttachedPV)的形式。
3BIPV建筑设计中需注意的几个问题
3.1光伏组件的力学性能
作为普通光伏组件,只要通过IEC61215的检测,满足抗130km/h(2,400Pa)风压和抗25mm直径冰雹23m/s的冲击的要求。用做幕墙面板和采光顶面板的光伏组件,不仅需要满足光伏组件的性能要求,同时要满足幕墙的三性实验要求和建筑物安全性能要求,因此需要有更高的力学性能和采用不同的结构方式。例如尺寸为1200mm×530mm的普通光伏组件一般采用3.2mm厚的钢化超白玻璃加铝合金边框就能达到使用要求。但同样尺寸的组件用在BIPV建筑中,在不同的地点,不同的楼层高度,以及不同的安装方式,对它的玻璃力学性能要求就可能是完全不同的。南玻大厦外循环式双层幕墙采用的组件就是两块6mm厚的钢化超白玻璃夹胶而成的光伏组件,这是通过严格的力学计算得到的结果。
3.2建筑的美学要求
BIPV建筑首先是一个建筑,它是建筑师的艺术品,就相当于音乐家的音乐,画家的一幅名画,而对于建筑物来说光线就是他的灵魂,因此建筑物对光影要求甚高。但普通光伏组件所用的玻璃大多为布纹超白钢化玻璃,其布纹具有磨砂玻璃阻挡视线的作用。如果BIPV组件安装在大楼的观光处,这个位置需要光线通透,这时就要采用光面超白钢化玻璃制作双面玻璃组件,用来满足建筑物的功能。同时为了节约成本,电池板背面的玻璃可以采用普通光面钢化玻璃。
一个建筑物的成功与否,关键一点就是建筑物的外观效果,有时候细微的不协调都是不能容忍。但普通光伏组件的接线盒一般粘在电池板背面,接线盒较大,很容易破坏建筑物的整体协调感,通常不为建筑师所接受,因此BIPV建筑中要求将接线盒省去或隐藏起来,这时的旁路二极管没有了接线盒的保护,要考虑采用其他方法来保护它,需要将旁路二极管和连接线隐藏在幕墙结构中。比如将旁路二极管放在幕墙骨架结构中,以防阳光直射和雨水侵蚀。
普通光伏组件的连接线一般外露在组件下方,BIPV建筑中光伏组件的连接线要求全部隐藏在幕墙结构中。
3.3建筑结构与光伏组件电学性能的配合
在设计BIPV建筑时要考虑电池板本身的电压、电流是否方便光伏系统设备选型,但是建筑物的外立面有可能是一些大小、形式不一的几何图形组成,这会造成组件间的电压、电流不同,这个时候可以考虑对建筑立面进行分区及调整分格,使BIPV组件接近标准组件电学性能,也可以采用不同尺寸的电池片来满足分格的要求,以最大限度地满足建筑物外立面效果。另外,还可以将少数边角上的电池片不连接入电路,以满足电学要求。3.4建筑隔热隔音的要求
普通光伏组件并没有像中空玻璃一样的隔热空气层,只是简单地安装在建筑物上或者支撑构件上,和建筑物并没有形成统一的整体。这时的光伏组件作为BIPV组件来使用往往会将大量的热量带入室内,造成耗能和节能相矛盾的情况,同时也不能满足建筑的隔音要求。这时可以将普通光伏组件做成中空Low-E玻璃的形式,这样既能隔热又能隔音。或者采用南玻大厦一样的双层外循环系统的幕墙形式。
3.5建筑采光的要求普通光伏组件为了提高效率,会将电池片间距缩小到2~5mm。但在BIPV组件中,要考虑到室内的采光要求,这时要调整电池片间距到25mm左右,使组件的透光率在30%左右。
3.6光伏组件安装方便的要求
BIPV光伏组件作为建筑物的一部分,它安装要求比普通组件的安装要求高很多,难度大很多。一般BIPV组件安装高度较高、安装空间较小。考虑到安装方便,可以将光伏组件做方便拆卸的单元式幕墙形式,这样既方便了安装,同时也提高安装精度。
3.7光伏系统寿命问题
普通光伏组件封装用的胶一般为EVA,由于EVA的抗老化性能不强、使用寿命达不到50年,不能与建筑同寿命。EVA发黄将会影响建筑的美观和系统的发电量,所以设计师在选择BIPV组件时应该尽量避免使用EVA封装的组件。Schott和Schuco现在已经有PVB封装的光伏组件,国内还没有厂家掌握这种技术。PVB已经成熟应用于建筑用夹胶玻璃的制作,用PVB代替EVA制作的光伏组件会有更长的使用寿命。盼望国内光伏组件生产商尽快掌握PVB封装技术。
普通光伏系统的大部分连接线都是敞开在大气中,空气对流充分,温度低。BIPV建筑系统中的连接线大多都在幕墙立柱、横梁等密闭结构中,其温度远远高于普通光伏系统电线所处的环境温度,这对BIPV建筑系统中电线的要求也高很多。普通系统中,一般使用普通的聚氯乙稀铜线就能满足要求。但在BIPV系统中,我们建议使用光伏专用电线:双层交联聚乙烯浸锡铜线。另外考虑到温度对电阻的影响,BIPV建筑系统中选用的电线直径应该要比普通光伏系统大一些。
建议选择著名国际品牌的连接器;有同事做过对比实验。性能优异的连接器的防水性能和耐老化性能要比一般的连接器好很多。如果连接器的防水性能不好,这可能会导致大楼带电。如果连接器的耐老化性能不佳,这将会导致系统漏电、电线氧化。
4结束语
BIPV建筑设计应把建筑的安全性放到第一位,在保证安全的前提下再来考虑优化系统多发电。本文只提到了BIPV应用中的一部分问题,还有很多问题有待大家共同探索和研究。
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这个概念仅仅在光伏上应用,是根据欧洲光照条件,给出一个有标准配置阵列的光伏逆变器,在不同功率点的权值,用来估算逆变器的总体效率。
5%-0.03,10%-0.06,20%-0.13,50%-0.48,100%-0.2。
可以看到,六个系数的和是1,每个系数反映了欧洲光照条件下逆变器在各自功率点工作的概率,总体就反映了逆变器的效率。
那么,在我国和欧洲的光照条件不一样,沿用欧洲效率来评估光伏逆变器效率就是不合理的。