上海市典型办公建筑房间PVT供能与负荷匹配特性研究

随着可再生能源应用技术的不断发展,光伏(Photovoltaic,PV)电池已广泛安装于建筑屋顶并发电供能,受太阳辐射变化影响,建筑用能的稳定性亦受到挑战.针对上海市某办公建筑阴面房间,结合太阳能热电联产(Photovoltaic/thermal,PVT)供能技术,文中应用数值方法预测了典型年内PVT系统的电、热产量和建筑的冷热负荷,进而分析了多时间尺度上供能与负荷变化规律及两者的匹配特性.结果表明,对于相同面积的PVT和建筑房间,全年电、热产量大于负荷需求.系统逐日运行中,PVT系统可满足冬季供热需求的天数占比约为64%,满足夏季制冷需求的天数占比约为78%.     

太阳能冷热电联供系统在城市建筑中的适用性分析

以太阳能冷热电联供集成系统为研究对象,设计了光伏组件、太阳能集热器与冷热电联供集成系统。以传统分供系统为参照对象,通过"以电定热"和"以热定电"两种运行方式,提出了一定区域内光伏组件和太阳能集热器的功率公式,并以节能减排率作为该系统的评价指标来评价太阳能在3种典型城市建筑(办公建筑、商业建筑、住宅建筑)中的合理使用方式。结果表明,以热定电模式运行时,太阳能联供系统在办公建筑中存在太阳能的最佳耦合方式;以电定热模式运行时,太阳能联供系统在不同建筑中均以光伏形式耦合。     

钢结构住宅太阳能光伏一体化融合技术的研究

为了加快发展低碳经济,实现经济发展模式转型,大力推进太阳能光伏发电技术是必然的选择.在工业建筑太阳能光伏一体化技术应用的基础上,进行了钢结构住宅太阳能光伏一体化融合设计研究,探索了太阳能光伏组件与钢结构住宅部品的融合形式,将太阳能光伏绿色发电技术作为建筑室内照明、空调和采暖等系统的重要电力补充.太阳能光伏一体化融合技术应用,对于推进绿色建筑的发展,解决电力紧张局面,缓解环保压力,起到积极的作用.     

基于光伏技术的太阳能建筑设计

阐述了太阳能光伏发电技术原理,针对光伏设备和建筑结合途径进行了探讨,总结建筑围护结构与太阳能光伏发电系统有效结合的两种形式,分析了其构成特点和产生的效益。     

基于空间结构视角的屋顶分布式光伏发电系统分析

以屋顶分布式光伏发电系统为研究对象,构建了考虑建筑容积率和建筑密度影响的电力供需模型。针对不同类型建筑的数值进行分析,结果表明,对任一建筑密度,减小建筑容积率可提高屋顶光伏发电系统的发电量;对任一特定建筑,存在某临界容积率,使得光伏发电系统发电量大于需求侧电负荷。     

风电场站建筑零碳综合用能技术研究

为了解决风电场站内办公类建筑的用能问题,实现建筑用能的零碳排放,以锦州地区某风电项目办公楼为例,设计一种以太阳能、空气能等可再生能源为主的多能互补供能系统,介绍了太阳能光伏组件、太阳能集热器、空气源热泵、相变水箱的选型依据及方法,并为该系统配套了智能耦合控制系统。实践结果表明：采用该系统后,该建筑的年发电量为245 767.8 kW·h,二氧化碳的年减排量为188 946.8 t,日集热效率可达60%,相变储能水箱的蓄放热能力约提高55%,多能互补供能系统的综合能效比控制在1.8左右,太阳能的全年保证率为28%～29%,年费用在12 000元以内,符合我国的“双碳”战略目标。     

太阳能光伏发电与建筑一体化

太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分,被认为是当前世界上最具发展前景的新能源技术.针对太阳能利用和建筑一体化这一新的课题,简述了太阳能光伏发电的工作原理,详细阐述了太阳能光伏与建筑集成系统的组成结构及其功能,并对太阳能光伏发电与建筑一体化的优点和存在的问题进行了详尽的分析.同时,根据目前我国太阳能光伏发电和太阳能光热利用技术日趋成熟的现实,提出了太阳能光伏发电与建筑一体化的发展方向,并预测了其未来的发展.     

太阳能光伏发电与建筑一体化

太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分,被认为是当前世界上最具发展前景的新能源技术.针对太阳能利用和建筑一体化这一新的课题,简述了太阳能光伏发电的工作原理,详细阐述了太阳能光伏与建筑集成系统的组成结构及其功能,并对太阳能光伏发电与建筑一体化的优点和存在的问题进行了详尽的分析.同时,根据目前我国太阳能光伏发电和太阳能光热利用技术日趋成熟的现实,提出了太阳能光伏发电与建筑一体化的发展方向,并预测了其未来的发展.     

基于梯次利用电池储能系统的分布式光伏接入受限对策

以农村户用分布式光伏接入为场景,分析光伏接入受限原因并提出基于梯次利用电池储能系统的应对方案。从一次设备容量、配网电压控制、光伏出力波动三个方面分析制约分布式光伏接入的薄弱环节。构建电网改造和配置储能应对措施的投资模型,并基于经济技术比较提出基于梯次利用动力电池构建储能系统支撑分布式光伏消纳的方法。开发采用动态成组理论的梯次利用电池储能系统样机并开展现场试验。试验结果表明:储能样机可将光伏出力中心偏差值降低35%,并将最大峰峰差值降低60%;同时将变压器负载峰谷差降低20%,负载率降低12%,有效支撑电网对分布式光伏的消纳。     

蓄冷型太阳能喷射制冷系统设计分析

介绍了蓄冷型太阳能喷射制冷系统的工作原理,确定了蓄冷量的设计原则。基于郑州地区一栋200m2的住宅建筑,计算了制冷系统逐时制冷量和空调逐时冷负荷,并进行了蓄冷量的设计。研究表明,当太阳能集热面积为20m2时,该太阳能喷射系统的日设计蓄冷量为21.6kJ;与常规喷射制冷系统相比,年制冷量可提高20%左右。     

可再生能源供电系统电源容量的优化配置

可再生能源发电的研究对智能电网建设具有重要意义.研究了含风力发电机、光伏阵列和小型抽水蓄能电站的可再生能源供电系统电源容量优化配置问题.在分析和建立可再生能源发电和储能装置模型的基础上,计及全年风光资源和负荷数据,建立了基于等年值经济成本最小的数学模型,采用遗传算法进行求解.算例结果表明,该方法求得的优化方案具有较强的适应性,可以提高可再生能源发电的能源综合利用率,降低投资成本.     

太阳能光伏发电低成本采暖系统研究

提出电网辅助太阳能光伏发电低成本采暖方案．该方案针对冬季采暖对供电质量要求不高,电能需求量大,工作长期稳定的特点,省去一般太阳能发电系统具有的蓄电池储能环节．采暖过程追求最大限度利用太阳能,电网供电仅起补充作用．将太阳能发电的直流输出、公共电网的整流输出在直流母线汇合,经逆变器逆变供电标准采暖电器;或采用专用的阻性采暖器,在直流母线处直接输出电能采暖．省去逆变环节．进一步降低成本．     

储能系统在微网中的供电性能分析

根据微网中光伏、风电顶荷功率的预测数据,分析了微网独立运行模式下储能系统的供电特性.研究表明,微网中的储能容量配置对微网的供电可靠性影响很大.     

光伏发电系统输出功率分布模型研究

在研究多种因素对光伏发电系统输出功率影响的前提下,建立适合确定性影响因素和多种随机性影响因素共同作用下的光伏发电系统输出功率的数学模型.然后编写光伏发电系统的输出功率的可执行程序,进行仿真.最后,对仿真结果进行分析,从而得到适用于配电系统可靠性评估的光伏发电系统的输出功率分布模型.     

Optimization of Photovoltaic Reflector System for Indoor Energy Harvesting

This study proposes a solution for optimizing the distance between a solar module and reflector for an indoor energy harvesting system. It is a process in which energy(ambient light) is captured and converted directly into electricity. Inside a building, this energy could be used to supply power to wide range of portable equipment or offset other electrical energy usage and associated costs. The proposed reflector element was designed and tested in a real indoor environment to confirm its effectiveness. A distance-optimization method for the placement of a polycrystalline photovoltaic (PV) module and a mirror was described, and the performance characteristics of the system were investigated qualitatively through visual observation and quantitatively through measuring voltage and ampere values. The solar PV system with a reflector element displayed a 10% increase in voltage when compared with that without. As the distance between PV module and the reflector increased, the voltage and ampere reading decreased, thus the distance was optimized to gain maximum readings. Various studies employing reflectors have also showed increases in voltage readings with different designs, suggesting that reflectors are economically viable optical elements that can boost the voltage output of a PV module. In practice, the distance-optimized PV module can be placed in buildings with extended indoor lighting duration away from disrupting building activity.     

基于光伏电站的氢储能可行性研究

氢储能可以储存多余能量,解决光伏系统中的弃光问题。介绍了一种光伏-储氢耦合发电系统:使用蓄电池进行短期存储,使用氢存储设备进行长期存储。利用TRNSYS软件对光伏储氢系统的主要部件进行了模型选择和仿真分析,验证了光伏电站与氢储能技术相结合的可行性。     

面向生态环境的光电建筑一体化的研究与应用

光电建筑一体化作为一种利用可再生能源、节能减排的新型建筑形式,得到了发达国家的普遍重视.笔者对面向生态环境的光电建筑一体化的设计与实施进行研究与分析,根据实际的建筑类型和特点,结合当地气候条件,采用光伏发电系统与建筑屋顶花园相结合的方式进行设计与安装.经实际运行,这种设计方案实现了生态化、光电建筑一体化、雨水回收利用,起到了明显的节能效果.为我国中部地区太阳能光伏建筑的规模化应用提供参考.     

电动汽车虚拟储能可用容量建模

为实现对广域布点的电动汽车虚拟储能(electric vehicle virtual energy storage,EVVES)的合理调用,通过聚类划分参与EVVES服务的电动汽车类型,结合各类电动汽车车主的用车习惯(如日行驶里程、充放电规律、期望备用出行电量等)、市场对EVVES响应度的影响、可用储能容量冗余设计等多方因素,综合建立可供调度的虚拟储能容量估算模型;结合电力系统对储能参与系统紧急功率支撑、峰谷差调节以及平滑可再生能源输出等有偿辅助服务的技术需求,提出EVVES供需匹配依据。基于蒙特卡洛模拟方法,验证模型实时估算不同时段响应虚拟储能(virtual energy storage,VES)服务的可用容量的实用性,对后续开展EVVES的运营实践奠定了基础。     

基于分时电价的建筑虚拟储能利用

定义了两个指标,分别从填谷功率和调峰功率来说明虚拟储能的填谷能力和调峰能力。采用建筑能耗模拟软件EnergyPlus对一栋二层办公楼进行模拟,通过设置时间计划表来量化建筑虚拟储能的能力,从而实现对建筑虚拟储能的利用。模型得出了虚拟储能的关键性指标,其中填谷功率为40.9 kW,调峰功率为43.8 kW。根据分时电价制定策略,在虚拟储能运行策略下建筑空调电费单日节省34.6元,节省率为12.7%。虚拟储能净效益为1.8%。