光伏技术在太阳能建筑和工程监测系统中的应用研究

【摘要】： 太阳能光伏技术是利用太阳能产生电能的技术，它肇始于上个世纪，本世纪初以来蓬勃发展。光伏技术清洁无污，循环再生，使用方便。在我国努力建设社会主义节约型和谐社会的背景下，光伏技术作为一种极有前景的新能源技术，受到各界关注，并被广泛地应用于很多领域。光伏建筑就是其中一种成功的范例，值得深入研究。 本文首先总结和归纳了一些常见的光伏建筑形式以及施工安装方法。在光伏建筑中，光伏材料被置于可受光照处，用光生电能补给建筑能耗。光伏技术在建筑中应用形式多样，各具特色，文中列举了不同建筑位置的光伏应用和不同太阳电池的光伏应用以及空间结构中的光伏应用：光伏材料的施工安装方法，包括吊装方式的就位方法和外置式安装法、表皮式安装法、建材式安装法。 本文重点分析光伏屋面的优化问题，以使光伏材料在有限的建筑屋面上发挥最大的作用。通过理论分析和模型试验分别研究光伏材料工作效率的影响因素，实验测试结果分析得知光伏材料工作效率的主要控制因素是太阳电池的温度。并根据该实验结论提出虑及温度影响的屋面最佳倾角计算公式。 此外，本文研究了工程健康监测系统中的太阳能供电系统。在工程健康监测系统中，电源的持续稳定和易于更换非常关键。本文拟用小型独立光伏系统充作工程监测系统中的便携独立电源，以改善以往长期监测过程中的电源供给不足和电池更换频繁且不便的问题。文中重点研究并阐述了小型独立光伏系统的合理配置问题。通过两个实际的配置方案来说明小型独立光伏系统中配置方法和思路。 【关键词】：光伏技术 太阳电池 光伏屋面 屋面最佳倾角 太阳能电源系统
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU18
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 丰富的太阳能8-9
• 1.2 太阳能利用的历史9-10
• 1.3 太阳能利用的分类10-12
• 1.4 光伏技术的应用12-14
• 1.5 研究背景与研究内容14-17
• 第二章 光伏技术的应用17-31
• 2.1 光伏技术的原理17-21
• 2.1.1 光伏效应的场所—半导体17-18
• 2.1.2 光伏效应的关键—P-N结18
• 2.1.3 光伏效应的过程—光生电流18-19
• 2.1.4 光伏效应的产物—太阳电池19-21
• 2.2 光伏技术在太阳能建筑中的应用介绍21-27
• 2.2.1 光伏建筑一体化21-22
• 2.2.2 光伏屋顶计划22-24
• 2.2.3 绿色体育精神24-27
• 2.3 光伏技术在工程监测中的应用介绍27-28
• 2.4 本章小结28-31
• 第三章 光伏建筑的应用与施工31-41
• 3.1 建筑中的光伏技术应用形式31-35
• 3.1.1 不同建筑位置的光伏应用31-32
• 3.1.2 不同太阳电池的光伏应用32-34
• 3.1.3 空间结构中的光伏应用34-35
• 3.2 光伏技术的施工安装方法35-38
• 3.2.1 光伏技术的施工方法35-36
• 3.2.2 光伏技术的安装方法36-38
• 3.3 本章小结38-41
• 第四章 平面光伏屋顶的优化分析41-56
• 4.1 光照对光伏屋面的影响41
• 4.2 平面屋顶的最佳倾角41-43
• 4.2.1 总体原则41-42
• 4.2.2 计算方法42-43
• 4.3 基本天文参量计算43-46
• 4.3.1 太阳赤纬角δ44
• 4.3.2 太阳时角τ44-45
• 4.3.3 太阳高度角h45
• 4.3.4 太阳方位角α45-46
• 4.3.5 日照时间46
• 4.4 太阳辐射量计算46-52
• 4.4.1 地外水平面辐射量的计算46-47
• 4.4.2 地表法线方向的直接辐射强度与散射强度47-49
• 4.4.3 地表水平面上的直接辐射量与散射辐射量49-50
• 4.4.4 地表倾斜面上的辐射量50-52
• 4.5 日输出电能总量修正计算52-54
• 4.6 本章小结54-56
• 第五章 曲面光伏屋顶的优化分析56-67
• 5.1 曲面屋顶的优化造型56-57
• 5.2 光照对太阳电池效率的影响57-60
• 5.2.1 光照强度对太阳电池的影响57-58
• 5.2.2 太阳光谱对太阳电池的影响58-59
• 5.2.3 太阳光照引起的温度问题对太阳电池的影响59-60
• 5.3 光照对曲面屋顶的影响实验60-65
• 5.3.1 实验设计60-62
• 5.3.2 实验测试及结果分析62-65
• 5.4 本章小结65-67
• 第六章 光伏系统在工程监测中的应用实验67-85
• 6.1 工程监测中的光伏技术应用67-69
• 6.1.1 工程监测系统对光伏技术的需求67
• 6.1.2 太阳能电源系统的组成67-69
• 6.2 太阳能电源的设计69-83
• 6.2.1 太阳能电源系统的计算方法69-71
• 6.2.2 太阳能电源设计方案71-83
• 6.3 本章小结83-85
• 第七章 结论与展望85-87
• 7.1 结论85-86
• 7.2 展望86-87
• 致谢87

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