嚴寒地區(qū)光伏發(fā)電系統(tǒng)在被動式超低能耗建筑中的應用

嚴寒地區(qū)光伏發(fā)電系統(tǒng)在被動式超低能耗建筑中的應用嚴寒地區(qū)光伏發(fā)電系統(tǒng)在被動式超低能耗建筑中的應用摘要：在嚴寒地區(qū)，傳統(tǒng)的能源供應具有很大的不足之處，如能源消耗過大、環(huán)境污染嚴重等問題。而光伏發(fā)電系統(tǒng)作為一種清潔、可再生的能源，具有廣泛應用的潛力。本文將探討光伏發(fā)電系統(tǒng)在被動式超低能耗建筑中的應用，并對其優(yōu)勢與挑戰(zhàn)進行分析，最后提出一些建議。引言：近年來，全球氣候變化呈現(xiàn)出日益嚴峻的趨勢，為了減少溫室氣體的排放，減輕環(huán)境污染，各國紛紛加大對可再生能源的開發(fā)和利用。光伏發(fā)電作為最具應用前景的可再生能源之一，已經(jīng)在很多地方取得了非常顯著的成果。然而，在嚴寒地區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用還面臨著一些挑戰(zhàn)。本文將探討光伏發(fā)電系統(tǒng)在被動式超低能耗建筑中的應用，并分析其優(yōu)勢與挑戰(zhàn)。一、光伏發(fā)電系統(tǒng)在被動式超低能耗建筑中的應用優(yōu)勢1.清潔能源：光伏發(fā)電系統(tǒng)以太陽能為能源，不會產(chǎn)生溫室氣體和其他污染物，具有極高的環(huán)保性。在嚴寒地區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用將有助于減少燃煤等傳統(tǒng)能源的使用量，減少溫室氣體的排放，緩解環(huán)境污染。2.可再生性：光伏發(fā)電系統(tǒng)通過將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，具有可再生性。尤其是在嚴寒地區(qū)，陽光資源相對豐富，光伏發(fā)電系統(tǒng)可以持續(xù)不斷地產(chǎn)生電能，滿足被動式超低能耗建筑的用電需求。3.獨立性：光伏發(fā)電系統(tǒng)可以安裝在建筑物的屋頂、墻面或陽臺等位置，不占用建筑內(nèi)部空間。同時，光伏發(fā)電系統(tǒng)可以與主電網(wǎng)相獨立運行，當主電網(wǎng)故障或停電時，仍能夠提供可靠的電力供應。4.技術成熟度高：光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，其技術成熟度已較高。在嚴寒地區(qū)，雖然極端氣候條件可能對光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能產(chǎn)生一定影響，但通過合適的設計和技術手段，光伏發(fā)電系統(tǒng)在嚴寒地區(qū)的應用已經(jīng)取得了一定的成功。二、光伏發(fā)電系統(tǒng)在被動式超低能耗建筑中的應用挑戰(zhàn)1.冷場效應：在嚴寒地區(qū)，低溫條件下光伏組件的效能會降低，甚至在極端條件下會凍結(jié)。這會影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運行。因此，在選擇光伏組件時，需要考慮其耐寒性能，并采取一些措施，如加熱設備、保護罩等來應對低溫環(huán)境的影響。2.雪覆蓋：在嚴寒地區(qū)，積雪對光伏組件的覆蓋將影響太陽能的吸收效果，從而影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效能。因此，需要采取措施來解決積雪問題，如斜面安裝、定期清雪等。3.異質(zhì)性天氣條件：嚴寒地區(qū)天氣條件多變，氣溫波動大，這對光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。因此，需要采取一些措施來增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如增加儲能裝置，提高組件的耐環(huán)境性能等。三、光伏發(fā)電系統(tǒng)在被動式超低能耗建筑中的應用建議1.選擇適用的光伏組件：在嚴寒地區(qū)，需要選擇具有較好耐寒性能的光伏組件。同時，建議采用多晶硅組件，因其在低溫環(huán)境下的發(fā)電效率相對較高。2.采取防凍措施：對于光伏組件，可以通過加熱設備、保護罩等措施來防止冰凍和結(jié)冰。此外，在組件安裝時，應選擇適當?shù)慕嵌群头较颍员愀玫亟邮仗柲堋?.解決積雪問題：針對積雪問題，可以采用斜面安裝、定期清雪等措施，以減少雪覆蓋對光伏發(fā)電系統(tǒng)的影響。4.增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性：在嚴寒地區(qū)，為了增加光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，建議增加儲能裝置，以儲存白天產(chǎn)生的電能，供夜間或低光照條件下使用。此外，選擇具有良好耐環(huán)境性能的組件和材料也是保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要措施。結(jié)論：光伏發(fā)電系統(tǒng)在被動式超低能耗建筑中的應用為嚴寒地區(qū)提供了一種清潔、可再生的能源供應方案。雖然在嚴寒地區(qū)應用光伏發(fā)電系統(tǒng)面臨一些挑戰(zhàn)，但通過選擇適用的產(chǎn)品和采取相應的措施可以克服這些問題。為了推動光伏發(fā)電系統(tǒng)在嚴寒地區(qū)被動式超低能耗建筑中的應用，需要進一步進行研究和技術創(chuàng)新，提高系統(tǒng)的適應性和可靠性。參考文獻：1.Ghajar,R.F.,&Hu,Y.(2019).PotentialofPVtechnologyforcoldclimateapplications.RenewableandSustainableEnergyReviews,111,60-70.2.Tao,L.,Jiang,Y.,&You,M.(2017).PerformanceevaluationofPVsystemsunderlow-temperatureenvironment.SolarEnergy,156,419-428.3.Nair,S.,&Phillips,R.J.(2017).Photov