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随着世界范围内常规能源的枯竭以及建筑能耗在社会总能耗中所占比重的逐年增加,开发和利用新能源并将其与建筑物相结合对于缓解现在的能源危机有着重大的意义。在这种条件下,光伏建筑一体化成为了目前太阳能发电的新热点,具有良好的发展前景。
针对上述情况,本论文设计了一种新型光伏建筑一体化部件,将太阳能发电与建筑防水材料相结合达到发电防水的作用。然后对设计的发电防水一体板进行了电性能分析和热性能分析,利用热电耦合的方法,得到一体板组件在各种环境中服役的热场分布及输出功率。为太阳能发电防水一体板的广泛应用提供了理论支持。
一 、此种一体板属于新型光伏组件,课题对组件的结构、各层材料的选取及制作方法进行了仔细的研究,确定了钢化玻璃、EVA、单晶硅电池片、EVA、防水卷材的新型一体板结构,并对其进行了制作。
二 、对组件的电性能进行了研究,分析了一体板中单晶硅电池的工作原理并利用迭代算法计算光照强度、温度等环境因素对其输出特性的影响。
三 、针对新型发电防水一体板散热方式与以往的光伏组件不同的问题,本论文使用有限元分析方法对组件建模并进行热场分析,再创新性的利用热电耦合的方法得到组件的输出功率。
四 、为了反应组件在各种环境中的工作状况,课题对不同工作环境下一体板组件的热场进行稳态分析,得到组件达到热稳态时的热场分布;又采用了瞬态热分析的方法得到了组件在不同环境下工作一小时后的热场分布情况,根据热电耦合的方法绘制出组件了此时的总输出功率曲线,并得到其最大功率值。
五 、本论文将通过对改变组件中某一层的厚度或改变电池间距的方法研究组件结构变化对其热场分布的影响,为研究其他组件提供一定的规律行结果。
鉴于条件限制,本论文未能对所设计制造的对太阳能发电防水一体板进行具体试验测试,但仍然希望本文的理论研究能够对以后的光伏建筑一体化相关研究有一定程度的帮助。