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瑞典-伊朗​的研究小组研发提高温室能源性能的光电百叶窗

摘要:瑞典-伊朗的一个研究小组在温室屋顶上方1m处用棋盘格阵列,模拟了14个光伏盲板配置,并用EnergyPlus建筑能源模拟软件进行了仿真模拟。该小组发现,安装光伏发电将减少天然气消耗、降低电力需求和碳排放。

来自伊朗设拉子大学和瑞典 Mälardalen 大学的科学家分析了光伏盲板系统如何在降低二氧化碳排放的同时减少玫瑰温室的气体和电力需求。

在伊朗设拉子,研究人员用EnergyPlus建筑能源模拟软件,模拟了温室屋顶上方1米处的棋盘格阵列中的14种光伏百叶窗配置。“在棋盘式阵列中使用光伏电池板,为植物提供间歇性阴影,但对植物生长没有影响,在温室上方使用光伏跟踪器可以产生更多的电力,”该组织补充说,太阳能电池板还可以降低温室温度。

模拟的温室设施包括三个天然气、直燃锅炉和两个水泵供热。模型中使用的面板是60个单元器件,尺寸为1.64×0.99×0.04m,输出功率为260w,效率为15.9%。如果厂房顶棚上的照明超过最大值,设备将沿纵轴旋转,并能够切换到遮阳模式;如果照明低于最小值,则可以切换到无阴影操作。

研究人员分析了模型建筑的室内温度、相对湿度、渗透比(衡量空气进出温室的运动)、植物冠层的最大照度、电力和天然气需求以及光伏发电。

结果表明,一个屋顶覆盖率为22.4%的光伏系统,年发电量为47.1kWh/m2,是模拟温室电力需求量的1.29倍。不过,由于成本原因,模型中没有考虑存储,因此仍需要电网电力。研究人员表示,电网的电力成本可以通过向电网出售剩余能源来抵消。

模拟的最佳温室配置使光伏系统满足46%的电力需求。最弱的配置也提供了31.9%的电力需求。

“研究结果表明,尽管覆盖19.2%的屋顶,而植物冠层的光照水平没有显著变化,每年将分别减少3.57%、45.5%和30.56kg/m2的天然气消耗、电力需求和二氧化碳排放。”。

这项研究结果发表在《可再生能源》杂志和《科学直接》网站上的论文《热环境评估》(Thermo environomic assessment of a integrated greenhouse with aadjustable solar PV blind system)上。

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