太阳能生态外窗台模型研究开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

建筑能耗占社会总能源消耗的比例非常大。据不完全统计,建筑在建造与使用过程中消耗了全球能源的50%左右。窗户是建筑物外围护结构中隔热,保温最薄弱的环节,建筑外窗玻璃节能是建筑节能重要环节之一。窗户是建筑物外围护结构中隔热,保温最薄弱的环节,建筑外窗玻璃节能是建筑节能重要环节之一。近年来,在建筑节能领域中,太阳能与建筑结合方面被视为最有前途的一种建筑节能方式。因此,研究太阳能外窗台对于节约能源有着积极意义。

2. 国内外研究现状分析

我国太阳能利用技术经过近20年的努力,获得了可喜的发展。我国光热技术中最成熟、产业化发展最快的是家用太阳能热水器。由我国山东皇明太阳能集团自行设计研发的龙光1号建筑一体化光伏组件在2005年10月于上海召开的第十五届国际光伏科学与工程大会上,受到国内外专家的关注。

中国科学技术大学和香港城市大学搭建了太阳能光伏热水建筑一体化系统。该系统将6块复合光伏热水一体化组件安装在试验台南立面的混凝土墙面上。系统中釆用了全招扁盒式光伏热水一体化组件作为光伏热水模块,总集热面积约为8.45㎡,总发电能力为700Wp,水箱容量约420L,水路系统采用强制循环方式。中国科技大学研究发现,和带有通风冷却模式的光伏墙体相比,太阳能光伏热水一体化墙则在保证电力输出的同时,以较高的热效率提供热水,降低由于生话用热水造成的建筑能耗,这对于建筑节能,分析系统成本,推广太阳能光伏光热建筑一体化的进程是一个非常重要的因素。中国科技大学的易桦,季杰等人将光伏建筑一体化技术和Trome墙被动采暖技术相结合,提出PV-Trome墙的概念。采用电池层压工艺将光伏电池板与玻璃盖板整体层压成型,设计并制作了PV-Trom墙的光伏玻璃板,并将其与房间親合起来,建立了非稳态传热与流动的模型,系统发电模型,并应用理论与数值模拟的方法进行了计算,并搭建了PV-Trom墙系统试验台,对系统在不同工况下的性能及其影响因素进行了理论与实验研究。

中国科学技术大学的裴刚等通过实验测试,对单层光伏窗,双层光伏窗,通风双层光伏窗三种结构的光伏窗对建筑得热,建筑采光和光电转换的不同影响。其研究结果,在亚热带气候地区的夏季,通风双层窗可以明显减少建筑得热,降低空调负荷。中国科技大学的张永胞等设计了一种新型的空冷光伏双层窗,可以在冬季与夏季两种季节使用,夏季可以降低室内冷负荷和光伏电池板温度,冬季可以降低房间热负荷以及光伏窗造成的热损失。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

研究外窗台的采光吸热能力,提高太阳能的利用效率,利用太阳能净化室内环境,设计太阳能种植的模型。对太阳能生态种植外窗台的经济性、环保性进行粗略的研究,对不足之处进行改进以提高其实用价值。

计划:

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4. 研究创新点

(1)节能:使用太阳能作为能量来源,节约传统能源。

(2)环保:太阳能无污染,是清洁能源。

(3)在外窗台内养殖动植物可用于观赏。

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