【正文】 .......................... 15 發(fā)電量的估算 .....................................................................................15 第 8 章 技術美學 ......................................... 16 參考文獻 ............................................... 17 課程設計心得體會 ........................................ 18 I 摘 要 隨著社會的發(fā)展和科技的進步，人類對能源的需求量也越來越大，化石燃料正迅速減少，而價格也越來越高。與此同時，生態(tài)環(huán)境也因化石燃料的使用而日趨惡化。而太陽能這種能源是一種可以在任何有陽光的地方就可以利用的能源，所以備受人類青睞。 本文介紹了光伏系統(tǒng)的種類和特征，并介紹了組成光伏系統(tǒng)的各個主要部分，包括太陽能電池板、逆變器、蓄電池、電力調控器等。 因 此 本文采用 系統(tǒng)的 設計方案并將其作為示范工程在其生活 園區(qū)了建造了此 BIPV 別墅 。太陽能電池 。光伏建筑一體化 1 第 1 章 緒論 人類所面臨的能源危機 在人類社會生存和發(fā)展所需的物質基礎中，能源是極為重要的基礎，在最近的兩百年中，煤炭和石油等化石能源對人類社會的發(fā)展起了極大的推動作用。 由于常規(guī)能源的有限性和分布的不均勻性，造成了世界上大部分國家能源供應不足 [2]，不能滿足其經(jīng)濟發(fā)展的需要，我國的能源供求情況也面臨著非常嚴峻的挑戰(zhàn) [3]， 化石 能源面臨枯竭的危機是太陽能發(fā)電得到大力發(fā)展的主要原因之一?，F(xiàn) 代社會的發(fā)展越來月迅速，對能源的需要量將迅速增大，這會限制加速化石能源的枯竭，如果還不開發(fā)可以大規(guī)模使用的可再生能源，人類社會的發(fā)展將被能源問題所限制。常規(guī)能源通常不具備以下四個太陽能資源所獨有的優(yōu)點 。太陽的能量來源于其內部發(fā)生的由四個氫原子核聚變成一個氦原子核的熱核反應。相對 應人類的存在時間來說，稱其為“取之不盡用之不竭”毫不為過 。 (3)隨處可得 :太陽將光能輻射到地面，不會像其它能源那樣受制于地理位置，也不需要像其它能源那樣運輸。 2 (4)清潔安全 :使用太陽能既不用像擔心使用化石能源那樣擔心環(huán)境被污染，也不用擔心像使用核能那樣擔心危險的產(chǎn)生，所以太陽能被稱為“干凈能源”和“安全能源”。 BIPV系統(tǒng)的安裝方式有兩種 [5]， 分別為與屋頂結合和與墻面結合。前者是將光伏系統(tǒng)完美地安裝在建筑物上，使建筑物的美觀不被破壞，甚至讓建筑物更美觀 。 近年來，隨著太陽能光伏系統(tǒng)在建筑上的廣泛應用，其優(yōu)勢已經(jīng)逐漸被人們所認識，總結起來大致有一下優(yōu)點： （ 1）削峰填谷作用。光伏系統(tǒng)在建筑上的應用，除了保障建筑自身用電外，還可以向電網(wǎng)供電，從而舒緩高峰電力需求，解決電網(wǎng)峰谷供需矛盾，具有極大的社會效益。光伏系統(tǒng)與建筑結合使用，可實現(xiàn)原地發(fā)電，原地用電，在一定距離范圍內可以節(jié)省電站送電網(wǎng)的投資 。 （ 3）節(jié)省城市土地。這對于土地昂貴的城市尤其重要。 （ 4）減少氣體排放。 但是隨著光伏與建筑一體化水平的不斷提高，初具備以上優(yōu)點之外，3 一些新的附加功能也日益體現(xiàn)出來，可見光伏應用技術作為一種新型的技術，在建筑學上已經(jīng)成為一種新的可行的選擇。對于幾千瓦以下的小型發(fā)電系統(tǒng)，采用太陽能光伏發(fā)電是最為理想的。聯(lián)合國能源機構最近發(fā)布的調查報告顯示，光伏建筑一體化（ BIPV）將成為 21 世紀的市場熱點，太陽能建筑業(yè)將是 21世紀最重要的新興產(chǎn)業(yè)之一 。 如表 所示。 7月份全年最熱時期 ,極端最高氣溫 ℃ ,月平均氣溫 ℃ ； 1 月份全年最冷時期，極端最低氣溫－ ℃ ,月平均氣溫 ℃ 。 ③ 風速：根據(jù)不完全統(tǒng)計，歷年平均風速 20 米／秒 ④濕度：年平均相對濕度 80％ ⑤地溫：年平均地溫 ℃ ⑥日照時數(shù)：歷年平均日照時數(shù) 小 時，日平均 5 個小時 新余市歷年平均基本氣象資料如表 2 所示。 13714 KJ/m178。3339。0539。2939。2439。新余屬亞熱帶濕潤性氣候，平均年日照數(shù)為 1400 小時～ 3000 小時，太陽能資源年理論儲量每平方米 1130～ 1530 千瓦時，每年每平方米地表吸收的太陽能相當于 140～ 190 公斤標準煤熱量，太陽能資源比較豐富，開發(fā)利用前景較為廣闊。 該別墅長 28m，寬 10m， 層數(shù)兩層，總 面積 560m2，周圍綠草如茵，其中夾雜著一簇簇的鮮花和灌木林，無比較高大的障礙物 .。 設計的基本原理 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本原理 太陽能光伏發(fā)電是一種新型的發(fā)電方式 , 基本原理是光生伏特效應原理 , 也就是當太陽光照射在某些特殊材料上 , 會引起材料中電子的移動 , 形成電勢差 , 從而由太陽光能直接轉換為電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器、控制器等幾大部分組成 , 由這些電子元器件構成的系統(tǒng) , 安裝維護簡便 , 運行穩(wěn)定可靠。太陽能電池組件是發(fā)電設備 , 蓄電池是儲能設備 , 控制器、逆變器是充放電控制保護和直交流變換設備。當太 陽光照在光伏電池組件上時，電池吸收光能并產(chǎn)生光伏效應，將太陽能轉化為直流電能。 然而 太陽能電池板 不但 是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分， 而且6 也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質量和成本。 太陽能控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項 。蓄電池組是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能部件，一般由一定數(shù)量的蓄電池經(jīng)由串、并聯(lián)組合而成，其容量的選擇需與光伏電池組件的容量相匹配。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來，保證了整個系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。 在很多場合，都需要提供 220VAC、110VAC 的交流電源。在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到 DCDC 逆變器，如將 24VDC 的電能轉換成 5VDC的電能（注意，不是簡單的降壓）。 表 別墅用電器耗電量的具體情況 編號 電器名稱 AC/DC 電器功率 （ W） 負載 數(shù)量（個） 總功率 （ W） 每日工作時間（ h） 每日耗電量（ Wh） 1 空調 AC 1000 1 1000 2 2021 2 冰箱 AC 140 1 140 24 3360 3 電視機 AC 150 1 150 8 1200 4 洗衣機 AC 300 1 300 1 300