【摘要】： 隨著空間結構在我國現代建筑結構中應用比例的不斷加大,結合目前國家節能減排、發展綠色建筑的大背景,空間結構的耗能情況受到了日益廣泛的關注,在空間結構中結合利用太陽能這種無污染的可再生能源,實現太陽建筑一體化必定是建筑行業未來發展的一個趨勢。本文的重點是研究太陽能在空間結構屋面上的應用類型,然后從光伏屋面出發,描述了一種筆者開發的應用在空間結構屋面上的建材式光伏屋面板體系,然后針對在設計過程中遇到的太陽電池的背板和背部通風問題研究了相應的理論,并有針對性的開展了兩個實驗,得出了相關數據和分析。 太陽能在建筑中目前的應用形式比較多,本文將太陽能在空間結構屋面上的應用分為三大部分:光熱應用、光伏應用和光照明應用,并針對每種應用類型都做了詳細的介紹。 從光伏應用入手,開發了應用在空間結構屋面上的一種建材式光伏屋面板體系,詳細的介紹了該屋面板體系的構造。該屋面板既可以發揮常規屋面體系的承重、防水、保溫隔熱等性能,還能利用太陽能發電,是一種復合屋面體系,比起目前的外置式或表皮式光伏屋面體系要簡單可靠,美觀大方,安裝方便,節約材料。 針對在該建材式光伏屋面板體系開發過程中所遇到的太陽電池背板和背部通風問題進行了相應的理論研究。背板實驗就是研究太陽電池背板的材質對太陽電池輸出功率的影響。本實驗分別選取了四種不同的背板,分別測試其在相同外部條件下的開路電壓和短路電流輸出特性,以及太陽電池表面和背板背面的溫度情況,得出了太陽電池背板對太陽電池輸出特性的影響。通風實驗就是研究在太陽電池背部封閉的情況下,其背部通風程度對太陽電池輸出性能的影響。實驗中有三種太陽電池背部通風系統:無通風系統,25W×2強制通風系統和40W×2強制通風系統,分別測試其在相同日照強度和室外環境下的開路電壓和短路電流輸出特性,以及通風風速和太陽電池表面溫度情況,得出了太陽電池背部通風情況對太陽電池輸出特性的影響。 【關鍵詞】：空間結構 太陽能 光伏屋面 太陽電池 硅太陽電池性能
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TU18
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 空間結構建筑能耗8-10
• 1.2 太陽能10-13
• 1.3 空間結構屋面13
• 1.4 太陽能在空間結構建筑上的應用13-15
• 1.5 本文主要研究內容15-17
• 第二章 太陽能建筑一體化17-28
• 2.1 光熱應用17-20
• 2.1.1 光熱應用系統17-19
• 2.1.2 太陽能集熱器與建筑一體化19-20
• 2.2 光伏應用20-24
• 2.2.1 太陽能電池20
• 2.2.2 光伏系統及光伏建筑一體化20-22
• 2.2.3 國外已建成的大跨度建筑太陽能光伏工程22-23
• 2.2.4 我國的太陽能光伏工程23-24
• 2.3 光照明應用24-28
• 2.3.1 概述24-25
• 2.3.2 直接采光照明25
• 2.3.3 轉移采光照明25-28
• 第三章 一種光伏屋面體系設計28-41
• 3.1 現有光伏屋面體系介紹28-30
• 3.2 一種建材式光伏屋面體系概念設計30-40
• 3.2.1 太陽電池31-32
• 3.2.2 太陽電池方陣32-34
• 3.2.3 支撐體系34-36
• 3.2.4 框架體系36
• 3.2.5 通風體系36
• 3.2.6 保溫體系36-37
• 3.2.7 防水體系37-39
• 3.2.8 電路系統39
• 3.2.9 安裝流程39-40
• 3.3 設計中存在的問題40-41
• 第四章 太陽電池工作原理及其溫度、光照強度特性41-57
• 4.1 太陽電池的工作原理及特性41-45
• 4.1.1 半導體41-42
• 4.1.2 P-N結42-43
• 4.1.3 光生電流43
• 4.1.4 太陽電池43-45
• 4.2 硅電池的性能45-51
• 4.2.1 光譜響應46
• 4.2.2 輸出特性與光強關系46-47
• 4.2.3 負載特性曲線47-48
• 4.2.4 光照角特性48-49
• 4.2.5 響應時間49-50
• 4.2.6 光反射特性50
• 4.2.7 溫度特性50
• 4.2.8 熱性質50
• 4.2.9 使用壽命50-51
• 4.3 溫度和光照強度對電池性能的影響51-57
• 4.3.1 太陽電池的電氣特性51-52
• 4.3.2 光照強度對太陽電池的影響52-53
• 4.3.3 太陽光譜對太陽電池的影響53-54
• 4.3.4 溫度對太陽電池的影響54-57
• 第五章 太陽電池背板及通風實驗和分析57-88
• 5.1 背板實驗57-72
• 5.1.1 實驗設計57-58
• 5.1.2 實驗測試數據及分析58-72
• 5.1.3 實驗結論72
• 5.2 通風實驗72-88
• 5.2.1 實驗設計72-75
• 5.2.2 實驗測試數據及分析75-87
• 5.2.3 實驗結論87-88
• 第六章 結論與展望88-90
• 6.1 結論88-89
• 6.2 展望89-90
• 參考文獻90-92
• 致謝92

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