基于全生命周期理论的光伏系统能耗分析

摘要

太阳能光伏建筑一体化已经成为“绿色建筑”发展的方向之一，与传统的化石能源相比，光伏发电系统具有节约能源、零污染零排放、节省空间、便于安装的特点，已经得到了广泛的应用，但是，在光伏发电系统的应用过程中除了产生发电效益还会在生产、安装、运行、拆除阶段产生能耗，其运用中的经济性对比以及光伏系统对室内热环境的影响情况等问题值得探讨。本文基于科学的理论依据并通过建立数学模型进行模拟计算对以上问题进行了分析和探讨。
　　本文首先确立了光伏建筑一体化的全生命周期分析，将太阳能光伏系统分为生产、装配、运行、拆除四个环节，涵盖了光伏系统的整个生命周期。选取西咸航空港保税区半球形建筑为模型，通过光电转换模型以及各个环节的能耗消耗统计得出该航空港应用光伏系统后25年生命周期内总发电量达到575.07万kWh。再将建筑的四个方向的光伏系统进行对比，西向和南向使用光伏发电系统时，收益率高达70.32﹪，只需要14年即可收回投资，同时减少了约291.80t标煤的化石能源的消耗。而北向和东向收益率为-42.16﹪和-25.45﹪，不宜使用光伏系统。最后，通过数值模拟计算确定光伏玻璃幕墙对室内热环境的影响，其相比收益而言可以无需考虑。说明了光伏系统的应用是合理可行的。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1.绪论

1.1课题研究背景目的及意义

1.2太阳能光伏简介及优势

1.3太阳能光伏技术在国内外的研究现状

1.4当前研究中存在的问题

1.5本课题研究内容、方法

2.生命周期评价

2.1生命周期评价的概念及其发展

2.2生命周期评价的基本原则及应用

2.3生命周期评价的总体框架

2.4评价方法的特点、意义及局限性

2.5全生命周期理论与光伏系统的理论结合

3.太阳能光伏发电系统

3.1太阳能光伏发电系统的组成

3.2太阳能光伏发电系统的分类

3.3太阳能光伏电池的原理

3.4太阳能光伏电池的分类

3.5太阳能光伏幕墙发电量计算

3.6小结

4.类球型办公建筑光伏系统全生命周期评价

4.1建筑基本信息

4.2生命周期内各阶段能耗清单

4.3全生命周期能耗清单结果分析

4.4小结

5.半球形建筑光伏系统铺设方案生命周期分析

5.1建筑北面使用光伏系统可行性分析

5.2建筑东向使用光伏系统可行性分析

5.3小结

6.光伏系统对室内热环境影响的数值模拟计算

6.1CFD模拟基础知识

6.2 光伏系统对室内热环境影响的模拟

6.3 负荷计算分析

6.4计算结果

6.5小结

7.总结与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

研究生学习阶段发表论文

致谢