零能耗建筑的电气设计与应用

    2.2 光伏发电系统的确定

    以计算出的建筑物能耗作为选用光伏电池板的基本参数，根据当地太阳能资源情况和建筑物可安装电池板的面积确定光伏电池板的类型和相关参数。

    (1)天津地区的太阳能资源情况

    根据《天津市太阳能资源评估报告》，近30年来天津太阳总辐射特征，按照中国太阳能资源的区划标准属于ⅡC/X(5/7)h。总辐射为5977.6MJ/m²，可利用的太阳辐射为3880MJ/m²，占总辐射的65%，天数为199天，占垒年的54.5%。

    (2)本项目可以设置太阳能光伏电池板的区域有：建筑物的屋顶，立面和自行车棚等。

    (3)安装区域首先考虑屋顶，其次是自行车棚，最后考虑建筑物立面。电池板按照转换效率最高的原则进行选择(见表2)，其安装角度以总发电量最大为目标。

    表2 相同安装面积下的光伏电池发电量比较表

    采用HIT210W光伏电池板需要在该区域铺设1409块，总装机容量为295.89kWp，年发电量为299.24MWh/a。具体安装数据见表3。

    表3 光伏电池安装参数

    本项目的光伏发电量为299.240kWh/a，而总能耗为252.716kWh/a。预留出不小于10%的不可预见量。对比于新加坡的技术培训楼，其光伏发电量为207000kWh/a，能鞋为206100kWh/a。

    在确定光伏发电系统时应注意：

    (1)遮挡分析：周边建筑物对本建筑屋顶电池板的遮挡分析，建筑自身对电池板的遮挡分析，如，建筑物屋顶女儿墙、建筑物屋顶设备机房、突出屋面的设备等。

    (2)光伏发电系统的分析：光伏组件参数、光伏方阵排列间距，光伏组件倾斜角度、光伏方阵模数、逆变器参数及配置情况、系统装机容量、预计年发电量等。

    (3)利用PVSYST软件进行模拟分析计算：根据天津地区的经度和纬度，通过模拟分析比较，获取光伏组件利用效率最高的安装倾角和安装间距，并根据可用场地面积，设计合理的光伏组件方阵和逆变器，模拟计算出年光伏发电量。

    (4)光伏发电系统的经挤性分析：在可用场地面积和技术条件一定的前提下，以满足零能耗建筑的用能需求为目标进行投资的分析比较。从表4的比较结果可以看出，采用转换效率最高的光伏板其装机容量和发电量是最高的，同时投资也是最高的。

    表4 光伏电池板的静态投资比较