4.3 光电幕墙(屋顶)光电面积计算举例:
[已知]:
(一)室内用电负载:
①
设备一台,日均耗电640 W•h;
② 8W日光灯6盏,平均每天照明3 h;
③ 标称功率60W彩电,平均每天收看2 h。
(二)幕墙所在地:北京。
(三)选用旭格集团或上海东连公司提供的单晶硅光电板。
(四)光电阵列与地平面倾角为90°,幕墙方向南。
[求]:光电幕墙的光电面积。
[解]:
(一)负载用量计算
根据室内负载用电要求,日均耗电量Pd为:
Pa=640W•h +8×6×3 W•h +60×2 W•h
=904 W•h
以全年工作280d计算全年的耗电总量Pd为:
Pa = 904×280×3600WS/a
=911×106 WS/a
=911×106 J/a
(二)光电幕墙全年的产生电能与室内负载全年消耗的电能相等,则根据式(1)得:
PS= Pa =H×A×η×K
查图3:北京地区全年㎡太阳能总辐射能约为:H=50MJ/m2a= 5000×106J/㎡•a
单晶硅光电板的效率η=12%
依照4.2节的建议参考数据:
K=K1•K2•K3•K4•K5•K6
=0.8×0.9×0.9×0.95×0.85×0.68
=0.355
则:
选用旭格集团或上海东连公司的光电板,
规格:1003mm×760mm共计8块
则实际光电板的面积为:1.03m×0.76m×8≈6.3㎡
满足设计要求
5 光电幕墙(屋顶)安装与维护
5.1 安装地点要选择光照比较好,周围无高大的物体遮挡太阳光照地方,当安装面积较大的光电板时,安装地方要适当宽阔一些,避免碰损光电板。
5.2 通常光电板总是朝向赤道,在北半球其表面朝南,在南半球其表面朝北。
5.3 为了更好利用太阳能,并使光电板全年接受太阳辐射量比较均匀,一般将其倾斜放置,光电电池阵列表面与地平面的夹角称为阵列倾角。
5.4 当阵列倾角不同时,各个月份光电板表面接受到太阳辐射量差别很大。有的资料认为:阵列倾角可以等于当地的纬度,但这样又往往会使夏季光电阵列发电过多而造成浪费,而冬天则由于光照不足而造成亏损。也有些资料认为:所取阵列倾角应使全年辐射量最弱的月份能得到最大的太阳辐射量,但这样又往往会使夏季削弱过多而导致全年得到的总辐射量偏小。在选择阵列倾角,应综合考虑太阳辐射的连续性,
均匀性和冬季极大性等因素。大体来说,在我国南方地区,阵列倾角可比当地纬度增加10°~15°;在北方地区,阵列倾角可比当地纬度增加5°~10°。
5.5 光电幕墙(屋顶)的导线布线要合理,防止因布线不合理而漏水,受潮,漏电,进而
腐蚀光电电池,缩短其寿命;为了防止夏天温度较高影响光电电池的效率,提高光电板寿命,还应注意光电板的散热。
5.6 光电幕墙(屋顶)安装还应注意以下几点:
安装时最好用指南针确定方位,光电板前不能有高大建筑物或树木等遮蔽阳光。
仔细检查地脚
螺钉是否结实可靠,所有螺钉、接线柱等均应拧紧,不能有松动。
光电幕墙和光电屋顶都应有有效的
防雷、
防火装置和措施。必要时还要设置驱鸟装置。
安装时不要同时接触光电板的正负两极,以免短路烧坏或电击,必要时可用不透明材料覆盖后接线、安装。
安装光电板时,要轻拿轻放,严禁碰撞、敲击,以免损坏。注意组件、二极管、蓄电池、控制器等电器极性不要接反。
5.7 光电幕墙(屋顶)每年至少进行两次常规性检查,时间最好在春天和秋天。在检查的时候,首先检查各组件的透明外壳及框架,有无松动和损坏。可用软布、海绵和淡水对表面进行清洗除尘,最好在早晚清洗,避免在白天较热的时候用冷水冲洗。
除了定期维护之外,还要经常检查和清洗,遇到狂风、暴雨、冰雹、大雪等天气应及时采取防护措施,并在事后进行检查,只有检查合格后再正常使用。
光电幕墙(屋顶)在中国的大规模推广应用,除了有关研究开发机构及公司企业进一步努力之外,很重要的一个方面,还需要政府有关机构和部
门对其重要性和迫切性进一步提高认识,进一步扩展其战略规划和发展计划,进一步制订有效的扶持政策和措施,进一步加强指导和引导,使光电幕墙、光电屋顶在不太长的时间内,大规模合理应用,大规模健康发展。
主要参考文献
1.刘荣主编.自然能源供电技术.北京:科学出版社
2.主编:雷永泉. 副主编:万群、石永康.
新能源材料.天津:天津大学出版社
3.文/左元淮,林琼辉,王疏君.晶体硅太阳电池.台湾电子月刊第六卷二月专辑
4.陈泽民主编.近代物理与高技术物理基础.北京:清华大学出版社
5.德国旭格集团.用光电材料构造幕墙和发电
6.SGG PROSOL;BUILDING INTEGRETED PHOTOVOLTAIC SOLUTIONS
7.IN DETAIL BUILDING SKINS CONCEPTS LAYERS MATERIALS Birkhauser- Publishers for Architecture Basel•Boston•Berlin
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