智能建筑概论第2版王佳电子课件教学课件 第9章 可再生能源的建筑应用.ppt

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1、第9章可再生能源的建筑应用第9章可再生能源的建筑应用化石能源比例很高>90%煤炭能源比例最高70%非水可再生能源比例极低不可持续化石能源及核能可利用期限高碳排放及全球气温上升1979年2003年1太阳能2风能3生物质能4地热能5海洋/潮汐能6水能……优点可再生，储量几乎无限大环境友好，清洁，无（低）污染可离网、并网，使用方便能源安全……可再生能源我国可再生能源年可开发量类别可开发量（亿吨标准煤）太阳能17000风能8水能4.8-6.4生物质4.6地热331除地热能外，其他可再生能源直接或间接来自太阳能2太阳能远远超过其他所有可再生能源的总和无需燃料基本无活动部件模块化系统，安装方

2、便，机动灵活无噪声、无有害排放和污染气体维护简单成本较高，能量输出不稳定太阳能光伏发电的特点2050年PV所发的电能占全部电能的10%左右未来能源结构预测光伏发电系统的分类独立/离网光伏发电系统带有储能系统不与大电网连接比并网系统造价高在无电网地区，造价比铺设电网低BatteryDC/DCInverterACLoadDCLoad离网光伏发电系统的应用并网光伏发电系统与大电网连接所有电能直接馈入电网3不需要储能，降低了造价光伏发电系统的分类InverterGrid并网光伏发电系统……4发电高峰与负荷高峰对应，可以起到削峰作用光伏发电系统的分类并网光伏发电系统的应用1光伏与建筑结合可

3、有效地降低建筑物电网供电需求2发电上网方便，不需要输电线路，减少了电能损失；3发电无需额外占地；4安装方便，机动灵活建筑结合光伏发电系统系统组成：光伏阵列、并网逆变器、售电表、用电表、显示屏等并网原则：光伏发出的大部分电能由低压配电网内的本地负载就地消耗上网电价：实行光伏发电和住户用电两种电价建筑结合光伏发电系统建筑结合光伏发电系统安装方式——屋顶建筑结合光伏发电系统安装方式——南立面、遮阳设备Residentialsystems:<20kW的建筑Commercialsystems:<1MW的大型公共建筑UtilitySystem:>1MW的PV电站不同光伏发电系统比例预测与建筑

4、结合的光伏系统始终是主流系统地面光伏电站的比例逐渐上升光伏电池、组件及阵列单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池微晶硅太阳薄膜电池多晶硅太阳薄膜电池纳米晶硅薄膜太阳电池等硫化镉太阳电池、铟铜硒太阳电池碲化镉太阳电池、砷化镓太阳电池磷化铟太阳电池硅基薄膜太阳能电池化合物半导体薄膜太阳能电池……晶体硅太阳电池光伏电池的分类电池类别单晶硅多晶硅硅基薄膜碲化镉(CdTe)铜铟硒(CIS)实验室效率(%)24.720.31316.519.5商业化效率(%)14-2013-156-99-1110-12光伏电池的效率光伏电池的特性影响光伏输出的主要因素：太阳辐射,温度IcellPowercellVce

5、ll开路短路IshortUopen太阳辐射增强太阳辐射增强太阳辐射对光伏电池特性的影响温度升高温度升高温度对光伏电池特性的影响离网光伏发电系统框图电力电子变流器：1DC/DC充放电控制器（Buck或Boost）２电压源逆变器BatteryDC/DCInverterACLoadDCLoad并网光伏发电系统框图DC/DCInverterGrid电力电子变流器：1电流源逆变器2DC/DC非隔离、隔离微电网实验系统介绍该系统由1台15kW异步电动机和1台22kW驱动变频器共同模拟同步风力发电系统的风机，异步电动机经变频器从公共电网380V取电，带动同步风力发电机转动产生380V交流电，经

6、同期并网装置接入微电网380V交流母线。通过调整变频器参数来调节异步电动机的转速，从而模拟实际风力发电系统中的风速变化，实现同步风力发电系统的仿真模拟。模拟同步风力发电系统该系统由1台7.5kW异步电动机和1台15kW驱动变频器共同模拟直驱风力发电系统的风轮机，异步电动机从公共电网380V取电，带动永磁同步风力发电机转动产生交流电能，再经1台10kW风力并网控制器及1台10kW风力并网逆变器进行整流逆变后，实现稳定的50Hz、380V交流电能接入到微电网380V交流母线。模拟直驱风力发电系统微电网系统配置1套5kW模拟光伏发电系统；PV光伏模拟器输出直流电源后，经光伏并网逆变器逆

7、变成交流电源接入到微电网380V交流母线。通过调整PV模拟器参数模拟不同温度及光照强度下I-V曲线，从而实现光伏发电系统的仿真模拟。模拟光伏发电系统稳定控制系统微电网系统中稳定控制系统由30kW稳定控制器，100AH铅酸电池组组成。电池组有18节单节电池电压12V的铅酸电池串联组成，接入稳定控制器直流侧输入回路，并配置电池巡检仪。正常运行状态下的功率跟踪孤岛运行方式下的标准源同期并网稳定控制系统的主要功能主从式（Master-Slave）微电网与大电网的公共耦合点（PCC）Poi