高校太阳能光伏屋面电站的设计、安装及并应用研究

【摘要】：随着能源危机的加深、建筑能耗的日益增长及光伏产品在市场应用中的不断推广,预计我国光伏发电的规模化建设即将进入快速的发展期。当前,国内高校建筑量大面广、园区环境优美、用电需求强烈,具有开展光伏发电的巨大优势。特别是利用既有建筑屋顶空间开发出来的光伏电站,既能承担一定的电力供应,起到削峰填谷的作用；又不占用宝贵的土地资源,节省电费的支出；且项目的展开能为广大师生学习新能源知识提供难得机遇,对培养大学生低碳用能、生态发展的观念具有重要意义,深受高校业主的欢迎和推崇。 论文从教育建筑用能现状出发,分析了高校进行屋面光伏发电的建筑优势、规划优势及用能优势,并对光伏建筑的设计流程、设计要点、系统特性和安全保障进行了归纳总结。分析了当前我国既有建筑开展屋面光伏电站建设所采用的安装方法及并网方式,提出了屋面光伏发电系统经济效益、节能效益、生态效益的计算方法,希望能为我国广大建筑设计人员和光伏电力建设的从业人员提供一定的参考。 同时论文以山东建筑大学1MWp光伏发电实际项目为研究内容,先通过实地调研、资料收集,分析了校内建筑屋面的分布情况、结构特征,提出了屋面光伏组件的初步布置方案；后经模拟分析和经济性对比,得出南向阵列布置方式较为符合我校实际情况,并确定了组件倾斜角度、排布间距、逆变器布置、电气安全等设计方案：且为了便于监查光伏电站的运转情况和突发状况,还设计了一套在线监控系统；最后对1MWp光伏发电项目的经济性、生态性作了详细计算。 接着论文对光伏发电上网产生的影响进行了系统分析,并提出了相应地保护措施,开发出了适应高校教室照明用能特征的智能设备,希望能在教室用能中得到更多的推广使用。论文通过对高校用能特性的分析,发现寒、暑假期学校光伏电力并网系统由于负载轻,可能电力逆流现象,为此物业部门在寒、暑假期间断开了并网逆变器的连接,但这造成了大量光伏电力资源因无法向外输出而产生浪费,降低了系统的综合效益。为此论文提出了一套适合山东建筑大学假期实际情况的光伏余电储存途径,主要包括两个方面：一是暑假期小型抽水蓄能；二是寒假期电锅炉蓄热。 文章末尾总结了高校发展屋面光伏所具有的重要意义,并针对当前我国光伏发电的实际状况,提出了开展光伏建筑一体化认证的建议。 【关键词】：高校 屋面光伏 能耗 1MW RETScreen模拟
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景10-12
• 1.1.1 国家政策10-11
• 1.1.2 国内太阳能光伏发电利用现状11-12
• 1.1.3 国外太阳能光伏发电利用情况12
• 1.2 课题研究的意义和目的12-13
• 1.3 论文的研究方法和组织结构13-14
• 1.3.1 研究方法13
• 1.3.2 论文框架13-14
• 1.4 研究的主要内容14-16
• 第2章 高校光伏发电的应用分析16-40
• 2.1 高校能耗现状16-20
• 2.1.1 建筑耗能高16-18
• 2.1.2 景观用能凸显18
• 2.1.3 治污耗电高18-19
• 2.1.4 交通耗能需求大19-20
• 2.2 高校光伏发电应用优势20-23
• 2.2.1 校园规划优势20-21
• 2.2.2 建筑设计优势21-23
• 2.2.3 建筑用能优势23
• 2.3 高校建筑光伏发电系统的设计23-29
• 2.3.1 设计流程与要点23-27
• 2.3.2 系统组成27-29
• 2.4 高校平屋面建筑光伏发电系统的构造安装29-36
• 2.5 高校建筑光伏系统的可持续性分析36-39
• 2.6 本章小结39-40
• 第3章 山东建筑大学1MWP光伏屋面发电项目40-66
• 3.1 项目背景及条件40-41
• 3.1.1 背景40
• 3.1.2 地理、环境条件40-41
• 3.2 建设概况41-64
• 3.2.1 项目情况41-42
• 3.2.2 阵列系统设计42-59
• 3.2.3 安装结构设计59-62
• 3.2.4 电气安全设计62-63
• 3.2.5 在线监控系统63-64
• 3.3 本章小结64-66
• 第4章 山东建筑大学光伏并网系统与常规电网的互补应用66-84
• 4.1 并网优势66-67
• 4.2 并网影响67-69
• 4.2.1 对电能质量的影响67-68
• 4.2.2 对配电网的影响68-69
• 4.2.3 对电网调度的影响69
• 4.2.4 其他影响69
• 4.3 光伏局域并网系统与常规电网的智能设计研究69-77
• 4.3.1 寒暑假期间光伏电力并网设计69-77
• 4.4 经济及环境评价77-83
• 4.4.1 经济效益77-81
• 4.4.2 环境效益81-83
• 4.4 本章小结83-84
• 第5章 总结与展望84-86
• 后记86-88
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况88-90
• 参考文献90-91

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