探究改建太阳能光伏发电体系与建筑一体化在办公楼改建工程中运用

论文导读：用电量、蓄电池发电深度与储能系统到负载间的总效率分别用Q、t、L、DOD、η来表示。那么蓄电池容量的公式则为：Q=t·L/（DOD·η）4.对光伏阵列面的太阳辐射量进行计算如果想要计算其的光伏阵列面太阳辐射量的大小，就必须先要对水平面的月度日平均辐射量和月辐射量的数据进行测量与分析，除此之外还要计算出其辐射量
【摘要】随着科学技术的发展，太阳能光伏发电系统在办公楼改建工程中的应用也越来越广泛。本文通过对光伏组件材料的选型、阵列倾角、面积与发电系统的设计这几个方面进行分析，从而验证太阳能光伏发电系统在办公楼改建工程中应用的有效性。
【关键词】太阳能光伏发电系统；办公楼改造工程；应用
在如今的社会发展中，能源的需求是非常紧缺的。因此太阳能作为一种清洁可再生的能源在社会各个领域大受欢迎。同样在能源消耗大的建筑行业，其太阳光伏发电技术的应用也越来越广泛。其运作原理是利用半导体界面所产生的光生伏特效应把光能直接转变为电能。本文主要针对办公楼改建工程中太阳能光伏发电系统的应用对其相关问题进行了分析。

1.建筑物的背景介绍

1.1建筑物的基本情况

在办公楼改建工程中应用太阳能光伏发电系统，就必须要对办公楼的基本情况进行了解。首先要对办公楼的建筑面积、建筑高度和框架结构进行全面的了解，然后还有对所要进行改建的面积进行了解，还要对采用的太阳能光伏发电系统的总装机的容量的大小进行了解，最后还要确定这次改建的总投入金额。

1.2建筑物所在地区的气候情况

太阳能光伏发电系统的设计和安装与该办公楼的气候有密切的关系。因此在太阳能光伏发电系统与建筑一体化在办公楼改建工程中应用前必须要对气候情况进行分析。要对该地区的年平均气温、1月份与7月份飞月平均气温和极端最低气温、年平均相对湿度、无霜期和全年日照时数等气候数据进行分析。

2.确定光伏组件阵列倾角的原则

必须要保证在辐射量最低的月份光伏组件的每日平均输出电力与负载的每日平均所消耗的电量相等，这就是阵列最佳倾角的确定原则。如果办公楼房所在的纬度是28°，那么光伏组件的安装的最佳倾角为：
β=28°+20°=48°
当到12 月份的时候，因为其阵列与太阳光线的夹角最接近90°，所以为了保证到达阵列面的直射辐射量的最大化，为了保证这个月份列阵的发电量达到最大值，而且和结合原有建筑物机房墙体的情况，在进行光伏组件倾角确定时就采用了34°。

3.对蓄电池的容量进行确定

在太阳能光伏发电系统中的蓄电池所起到的作用是非常重要的。它不仅可以在太阳辐射量比负载平均耗电量低的天气里供电给负载，而且在太阳辐射量比负载平均耗电量高的天气里进行充电。除此之外，还保证了系统能够实现一定天数的自给充电。我们可以把电池容量、存电可以使用的天数、最大平均每日用电量、蓄 电池发电深度与储能系统到负载间的总效率分别用Q、t、L、DOD、η来表示。那么蓄电池容量的公式则为：
Q=t·L/（DOD·η）

4.对光伏阵列面的太阳辐射量进行计算

如果想要计算其的光伏阵列面太阳辐射量的大小，就必须先要对水平面的月度 日平均辐射量和月辐射量的数据进行测量与分析，除此之外还要计算出其辐射量 最低月份的阵列面平面设计直射辐射量的大小。为此我们可以采用以下的计算步骤。首先我们可以把地球公转轨道面和赤道面的交角，也就是黄道面与天赤道面的交角设为ε，那ε的值就等于= 23.45°。然后把d设置为从1月1日开始的日期编号， 那么就可以日偏角的数值就可以按照以下的公式进行运算
δ=εsin（d-81）·360°/365
当我们可以算出日偏角的数值后，就可以着手计算其的正午时太阳的高度角的大小，其中我们还需要确定该建筑物的半球的纬度值的大小。我们可以把正午时太阳的高度角是数值设为α，而半球的纬度值则可以设为θ，则有公式为：
α=90-θ+δ源于：论文集www.7ctime.com
当我们计算出正午时太阳的高度角与光伏板的倾角的值后，我们就可以利用公式求出其辐射量最低月份的阵列面平面设计直射辐射量的大小。假如把阵列面设 计直射辐射量用Sβ来表示，而最低月份的水平面辐射量用S来表示。那么辐射量最低月份的阵列面平面设计直射辐射量的求解公式为：
Sβ=S·sin（α+β）/sina
而光伏阵列面的太阳辐射量的计算公式为：Rβ=Sβ+D
其中D是代表月度日平均漫射辐射量。

5.对光伏组件阵列面积进行计算

为了使太阳电池组件能够满足辐射量最少月份的负载需要，也就是说即使在光照条件不是很良好的状况下，太阳电池组件的蓄电池也能够充满电，必须要在太阳电池组件设计的时候就要计算好光伏组件阵论文导读：
列的面积。因为只要蓄电池全年都能够蓄满电量，那样不仅可以延长蓄电池的使用寿命，还可以节省一部分维修费。
因此在太阳能光伏发电系统中，光伏组件阵列面积计算是非常重要的。要想计算光伏组件阵列的面积，就必须要最大平均每日用电量的多少、光伏阵列平面设计 辐射量的多少、从日照输入到储能系统问的总效率与从日照输出到储能系统问的总效率大小。其中从日照输入到储能系统问的总效率的计算公式为：
ηin=ηmpηbatηmpptFDSD
在这个公式中，ηmp是代表日照输入电量效率；ηbat是代表蓄电池的电量效率；ηmppt是代表最大功率效率；FD是代表灰尘系数；而SD是代表蓄电池系数。而日照输入电量效率的公式则可以表现为：ηmp=ηr1-TCrTc-Tr，其中ηr是代表组件额定效率，可以取为0.16；TCr是代表最大功率温度系数，通常是-0.5%；Tc是代表组件工作温度，是环境温度加20℃计算出来的；而Tr是代表标准温度，通常是25℃。当对最大平均每日用电量、光伏阵列平面设计辐射量、从日照输入到储能系统问的总效率与从日照输出到储能系统问的总效率等值进行了解就可以计算出光伏组件阵列面积，其公式为：
A=L/Rβηinηout

6.其发电系统的设计方案

我们表现要根据发设计图纸对其发电系统进行设计与安装。在系统设计时要注意采光顶所安装的电池的型号、面积的大小，要注意电池板的串联方式与组成的串联回路，每个串联回路的开路电压的大小，还有并网点上级断路器的选择等等零件。除了电池组件会设置在采光顶，其余的设备都要设置在室内，这样才方便操作、检查与安全。
结束语
绿色、环保与节能已经成为世界各个领域发展的主流。太阳能光伏发电系统与建设一体化在办公楼改建过工程中的成功应用为我国的建筑行业的绿色节能的发展提供了借鉴。因此我们要加强对太阳能光伏发电系统的研究与推广，使其真正落实在建筑物建设与改建的工程中来。
参考文献：
昌金铭，袁竹林，金保升.国内外光伏发电的新进展[C].可再生能源规模化发展国际研讨会暨第三届泛长三角能源科技论坛论文集，2006
鞠振河.《太阳能光伏发电与建筑一体化技术规程》的研究与制订[J].太阳能，2011（9）：43-45