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太阳能光电建筑发电量预测方法研究

关注热度:109   来源:新能源学术论文  作者:任远
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【摘要】:太阳能光电建筑是“建筑产生能源”的新概念,是分布式光伏发电应用的主要形式,也是可再生能源技术在城乡建设领域应用的趋势和热点。在太阳能光电建筑规划设计阶段,发电量是评估规划设计方案优劣的重要依据,更是进行初期投资、收益周期、总体收益等评估的重要指标,因此准确预测项目的发电量,对决策光电建筑项目的整体方案极为重要。目前,预测太阳能光电建筑发电量的手段是沿用光伏电站的预测方法和软件,无法将建筑对发电量的影响因素融入预测过程中,更不能针对太阳能光电建筑特有的建筑PV组件的发电量进行准确预测。因此,目前预测光电建筑发电量的方法适应性较差,预测结果准确性不高,不能为项目方案决策提供可靠依据。 本研究对影响光电建筑发电量的因素进行了分析与归纳,阐述了建筑对光伏系统发电量的影响作用。通过分析影响发电量的各种因素,以及各影响因素之间相互作用的关系,提出建立光电建筑模型预测发电量的方法和流程。确定光电建筑模型的定义、模型的组成与架构及其各部分功能,明确模型的建立方法、数据存储格式和使用方法,并通过光电建筑模型读取每一块建筑PV组件的数据信息。改进现有的太阳能辐射量计算方法,结合光电建筑模型的数据信息,融入建筑PV组件逐时阴影面积和降尘量数据,计算每一块建筑PV组件的逐时太阳辐射量;再通过光电转换过程,得到每一块建筑PV组件的逐时计算发电量。使用为本研究开发的预测平台,完成光电建筑模型数据读取、存储、交互过程,进行逐块构件发电资源计算,最后得到光电建筑各月的计算发电量和年总计算发电量。 本文将预测结果与实测数据进行了比较。以河北省保定市某太阳能光电建筑为对象,应用本文提出的太阳能光电建筑计算发电量预测方法,首先建立了该建筑的光电建筑模型,然后在本文开发的预测平台上计算发电量。通过结果比较发现,本文提出的方法与实测数据非常接近,变化趋势吻合度较高,说明本文的预测方法能较为准确地预测该建筑的计算发电量。 本文提出的光电建筑计算发电量的预测方法,充分考虑了建筑本体对光伏系统的影响因素,并明确诸多复杂因素间的相互作用,充分体现了光电建筑PV组件的一体化特征,是一种面向建筑的、适应光电建筑特点的计算发电量的准确预测方法。
【关键词】:太阳能光电建筑 光电建筑模型 太阳辐射资源 计算发电量 预测平台
【学位授予单位】:北京建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM615;TU18
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-8
  • 第1章 绪论8-15
  • 1.1 研究背景8-9
  • 1.2 光电建筑的发展现状与前景9-11
  • 1.3 课题研究内容与意义11-13
  • 1.4 论文框架13-15
  • 第2章 影响太阳能光电建筑计算发电量的因素15-31
  • 2.1 太阳能光电建筑概述15-17
  • 2.2 建筑结构对计算发电量的影响17-24
  • 2.2.1 安装数量17-18
  • 2.2.2 建筑遮挡18-21
  • 2.2.3 安装朝向与角度21-22
  • 2.2.4 构件积灰22-23
  • 2.2.5 影响因素间的互动关系23-24
  • 2.3 影响计算发电量的其它因素24-27
  • 2.3.1 环境气候24-25
  • 2.3.2 光电转换效率25-26
  • 2.3.3 系统效率26
  • 2.3.4 系统衰减26-27
  • 2.4 影响因素在现有预测方法中的体现27-30
  • 2.5 本章小结30-31
  • 第3章 面向光伏建筑的计算发电量预测方法31-48
  • 3.1 概述31-32
  • 3.2 光电建筑模型32-41
  • 3.2.1 定义32-33
  • 3.2.2 模型的组成与架构33-35
  • 3.2.3 模型功能35-41
  • 3.3 精细化辐射量计算41-46
  • 3.3.1 辐射量计算中的天文参数41-42
  • 3.3.2 积灰折损系数42-44
  • 3.3.3 建筑 PV 组件逐时辐射量计算模型44-46
  • 3.4 计算发电量精细化预测46-47
  • 3.5 本章小结47-48
  • 第4章 计算发电量预测平台设计与实现48-58
  • 4.1 概述48
  • 4.2 平台界面48-51
  • 4.3 平台功能模块51-57
  • 4.3.1 数据信息管理模块51-53
  • 4.3.2 模型交互模块53-54
  • 4.3.3 数据计算模块54-57
  • 4.4 本章小结57-58
  • 第5章 预测方法应用58-65
  • 5.1 工程概况58
  • 5.2 模型建立58-60
  • 5.3 数据计算60-61
  • 5.4 预测结果对比与分析61-64
  • 5.5 本章小结64-65
  • 第6章 总结65-67
  • 6.1 研究结论65
  • 6.2 后续工作展望65-67
  • 参考文献67-70
  • 致谢70-71
  • 攻读硕士期间主要研究成果71-72
  • 附录72


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关键词: 太阳能光电建筑

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