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外置光伏百叶通风窗系统夏季工况下光-热-电性能分析
Performance Analysis of an External Photovoltaic Louver Ventilation Window System under Optical-Thermal-Electrical Conditions in Summer
| 作者 | 王子君 · 胡中停 · 李季垚 · 洪晓强 · 荣鼐 |
| 期刊 | 太阳能学报 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 46 卷 第 8 期 |
| 技术分类 | 光伏发电技术 |
| 技术标签 | 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 光伏发电 通风 自然采光 玻璃幕墙 光伏百叶 王子君 胡中停 李季垚 洪晓强 荣鼐 太阳能学报 Acta Energiae Solaris Sinica |
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基于双层皮通风幕墙结构，提出一种外置光伏百叶通风节能窗，集成遮阳、发电与采光功能。通过DesignBuilder与EnergyPlus构建夏季工况下光-热-电耦合仿真模型，以普通双层玻璃窗为基准，对比分析其在自然采光、室内热环境及综合能耗方面的性能。结果表明：该系统虽自主采光能力较弱，但近窗区域（2.0 m×1.5 m）可满足采光需求且舒适性良好；PMV评价显示其夏季热舒适性优于传统窗户；系统节省空调能耗33.90%，发电量达84.69 kWh，综合节能率达34.64%～56.48%，具备显著节能潜力。
基于双层皮通风幕墙结构,提出一种外置光伏百叶通风节能窗,充分利用遮阳百叶与光伏发电优势,高效采暖、发电与采光,营造舒适的室内光热环境.利用Design Builder和Energy Plus建立外置光伏百叶通风窗系统夏季工况的光-热-电耦合仿真模型.以普通双层玻璃窗为基准,对比分析了外置光伏百叶通风窗系统对自然采光、室内热环境的影响并预测其综合能耗.结果表明,外置光伏百叶通风窗自主采光能力较弱,但靠近外窗的2.0 m×1.5 m区域能满足自然采光要求且舒适性较好.热舒适(PMV)研究表明,整个夏季外置光伏百叶通风窗房间相较于普通双层玻璃窗房间更为舒适.外置光伏百叶通风窗系统节约33.90%空调能耗的同时产电84.69 kWh.相较于普通双层玻璃窗,外置光伏百叶通风窗系统综合节能34.64%～56.48%,具有较高的节能潜力.
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SunView 深度解读
该光伏百叶通风窗系统的光-热-电耦合技术对阳光电源BIPV（建筑光伏一体化）解决方案具有重要参考价值。其多物理场耦合仿真方法可应用于SG系列组串式逆变器在建筑立面场景的热管理优化，特别是34.64%～56.48%的综合节能率验证了分布式光伏与建筑节能的协同效应。该研究的MPPT算法在遮挡工况下的优化思路，可借鉴至阳光电源智能组件优化器产品线。此外，光-热-电耦合建模方法对iSolarCloud平台的建筑光伏系统性能预测模块具有技术启发，有助于提升分布式光伏电站的智能运维精度和经济效益评估能力。