[發明專利]具有雙層非透明光伏幕墻結構的建筑室內負荷計算方法

有效

• 申請號: 201910432747.7
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN110263379B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 章文杰;馬勝兵;白冰;黃自強;田秀豐;梁金涵
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/06;F24F11/46;F24F11/64;F24F11/88;F24F110/12;F24F110/32;G06F119/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種具有雙層非透明光伏幕墻結構的建筑室內負荷計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、確定單位面積光伏幕墻表面接收的太陽輻射量；

步驟2、計算光伏幕墻系統的初始發電量；

步驟3、建立雙層非透明光伏幕墻系統內光伏組件、空氣層、建筑墻體的換傳熱方程；

步驟4、采用熱電耦合方法對雙層非透明光伏幕墻的熱、電性能進行迭代求解；計算過程如下：

第一步，計算單位面積光伏組件表面太陽總輻射；

第二步，根據環境溫度及太陽總輻射值計算出一個光伏組件的初始工作溫度值T_pv0，其計算式為：

第三步，根據上兩步計算出來的太陽總輻射和光伏組件的初始工作溫度值，采用等效電路五參數模型對光伏組件的功率輸出進行計算，同時，分別給建筑墻體外表面溫度和空氣層出口處的空氣溫度賦一個初值，再根據空氣層內的能量平衡方程和建筑墻體內的非穩態傳熱方程對建筑墻體外表面溫度和空氣層出口處的空氣溫度進行迭代求解，得到空氣層和建筑墻體內各位置處的溫度值；

第四步，根據第三步求解出來的建筑墻體外表面溫度、空氣層出口處的空氣溫度及光伏組件的功率輸出，帶入光伏組件的能量平衡方程中校核計算出光伏組件工作溫度值T_pv，并判斷T_pv和T_pv0有沒有達到設置的精度要求，若達到要求，計算結束，輸出計算結果；將第四步計算出的光伏組件工作溫度值T_pv替換光伏組件的初始工作溫度值T_pv0，再依次完成后續的迭代計算，最終計算達到穩定，計算程序輸出計算出來的光伏組件發電量、光伏組件工作溫度、空氣層內空氣平均溫度及建筑墻體內外表面處的溫度值；

步驟5、計算建筑室內負荷。

2.根據權利要求1所述的具有雙層非透明光伏幕墻結構的建筑室內負荷計算方法，其特征在于，步驟1確定單位面積光伏幕墻表面接收的太陽輻射量：

其中，G₀為地球大氣層上邊界面的太陽輻照度，G_t、G_bh、G_dh、G_h分別為單位面積光伏幕墻表面總輻射、水平面直射輻射、水平面散射輻射、水平面總輻射；r_b為直射輻照度的折算因子；θ、β、n分別為陽光入射角、太陽高度角、全年中某一天的順序數；ρ為地面平均反射率。

3.根據權利要求1所述的具有雙層非透明光伏幕墻結構的建筑室內負荷計算方法，其特征在于，步驟2計算光伏幕墻系統的初始發電量，具體為：

采用等效電路五參數模型，結合光伏組件的銘牌參數以及光伏幕墻立面上接收的太陽總輻射、環境溫度、風速計算光伏幕墻系統的初始發電量，具體的計算式為：方程中的五個未知參數分別是光生電流I_ph，二極管反向飽和電流I_o，串聯電阻R_s，并聯電阻R_sh及理想因子a；這五個未知參數是根據光伏組件的銘牌參數，采用解析解的方法求解出來的，求解出來的五個參數是在標準工況下的值，再根據轉換公式求出任意實時工況下的五參數值；采用Lambert?W函數和迭代求解的方法進行I-V方程的求解及最大功率點的求解。