風(fēng)能發(fā)電與太陽能發(fā)電

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1、風(fēng)能發(fā)電與太陽能發(fā)電 風(fēng)能發(fā)電與太陽能發(fā)電——二者在建筑中的應(yīng)用 制作人：王佳怡 董杭 張并辰 聞婷 風(fēng)力發(fā)電 高層建筑風(fēng)力發(fā)電設(shè)計(jì)原理 風(fēng)力機(jī)的類型 風(fēng)力機(jī)的安裝部位 一體化的建筑外形 高層建筑風(fēng)力發(fā)電設(shè)計(jì)實(shí)例 太陽能發(fā)電 光電技術(shù)的原理 光電技術(shù)的類型 光電技術(shù)的安裝特點(diǎn) 光電裝置的建筑設(shè)計(jì)實(shí)例 風(fēng)能與太陽能發(fā)電的結(jié)合 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電在建筑應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)在高層建筑上體現(xiàn)的最為明顯，幵且應(yīng)用的也是 最為廣泛和成熟的。 高層建筑風(fēng)力發(fā)電設(shè)計(jì)原理 高層建筑風(fēng)力的特點(diǎn)區(qū)域風(fēng)力資源和局部風(fēng)環(huán)

2、境式建筑能利用的先決條件，只有在兩者同時(shí)滿 足的前提下，高層風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)才能有效工作。 高層建筑垂直風(fēng)向示意 高層建筑水平風(fēng)向示意 風(fēng)力機(jī)的類型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由風(fēng)力 機(jī)(風(fēng)輪葉片),發(fā)電機(jī)， 蓄電，傳輸?shù)炔糠纸M成。 按旋轉(zhuǎn)軸方向可分為： 1.水平軸類 2.垂直軸類風(fēng)電機(jī)常見種類 風(fēng)力機(jī)的安裝部位1.屋頂 風(fēng)力大，環(huán)境干擾小，是安裝的最佳位置 2.樓身洞口 風(fēng)力被匯聚和強(qiáng)化，產(chǎn)生強(qiáng)勁的“穿堂風(fēng)”,適合安裝定向式風(fēng)力機(jī) 3.建筑邊角 除了有自由通過的風(fēng)，還有建筑形體引導(dǎo)過來的風(fēng)， 此處可安裝小型風(fēng)力機(jī)組，甚至可以將整個(gè)外墻作為發(fā)電機(jī)的受風(fēng) 體

3、 4.建筑夾縫 建筑物之間垂直縫隙可以產(chǎn)生“峽谷風(fēng)”,且風(fēng)力隨著建筑體量的增大而增大，此處適合安裝垂直軸風(fēng)力機(jī)或水平 軸風(fēng)力機(jī)組。 風(fēng)力機(jī)安裝部位 一體化的建筑外形由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特別工作原理，高層風(fēng)電建筑除了遵循 功能，美學(xué)等傳統(tǒng)法則之外，還多了空氣動(dòng)力學(xué)制約，簡(jiǎn) 稱為“形式隨風(fēng)”法則。 巴林世界貿(mào)易中心 高層建筑風(fēng)力發(fā)電設(shè)計(jì)實(shí)例迪拜擬建筑一座隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)的大廈， 整個(gè)建筑外墻面都作為受風(fēng)提，最 大程度地利用風(fēng)能，在旋轉(zhuǎn)樓層間 安裝48臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。整個(gè)大廈采 用碳纖維做外墻材料，轉(zhuǎn)動(dòng)部分很 輕快，噪聲很低。由于大樓每層都 可獨(dú)立轉(zhuǎn)

4、動(dòng)，建筑外觀時(shí)刻改變， 豐富了高層建筑的表現(xiàn)力。 太陽能發(fā)電 光電技術(shù)的原理光電技術(shù)是利用半導(dǎo)體把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，它主要 是通過不同類型的光電電池來實(shí)現(xiàn)的，光電電池是光電系統(tǒng) 的最基本的部分。光電電池產(chǎn)生的電為直流電，通常在光電 陣列的輸出口端安裝一個(gè)電流逆變器，以便把電流轉(zhuǎn)換與當(dāng) 地所供電流的電壓和頻率相匹配的溝通電。 光電產(chǎn)品的優(yōu)越性 (1)多功能性，可以被安裝在建筑物的表面，既在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電，又代替了建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)， 如作為建筑外堵板、屋頂材料、遮陽系統(tǒng)、窗下 墻、和半透 明的玻璃立面等。(2)不需要單獨(dú) 占用價(jià)錢越來越高的土地，也不需要另設(shè)大型的

5、 支撐結(jié)構(gòu)，光電設(shè)備可以被安裝在建筑物的表面， 或沿著街道或鐵路安裝。節(jié)約了土地。 (3)削減和避開了傳送和變配電中的電損失， 提高了電的用法效率，幵且削減了公用事業(yè)公司 的資本和修理費(fèi)用。 光電技術(shù)的類型獨(dú)立式供電方式(stand-alone)和幵網(wǎng)供電方式(grid 一 connection )當(dāng)不行能或沒必要與電網(wǎng)連接時(shí)，獨(dú)立 式光電系統(tǒng)較適用。在此條件下，需用 電池組為夜間、多云天或用法高峰期供 能。光電陣板則在正常白晝狀況下和更 換電池組時(shí)起作用。電池組的費(fèi)用大大 增加了設(shè)備投入的費(fèi)用和維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi) 用。當(dāng)有電網(wǎng)的時(shí)，就不需要電池組儲(chǔ) 能了。晴朗的白天，多余的

6、光電能出售 給公共韋業(yè)系統(tǒng):夜間，電網(wǎng)則釋放電能。 事實(shí)上，電網(wǎng)充當(dāng)了一個(gè)巨大的蓄電池， 它可使光電系統(tǒng)全部者和很多電力公司 都受益，由于時(shí)常是酷熱晴朗的夏日最 需要電網(wǎng)，而夜間電力公司就有足夠的 儲(chǔ)存能量去出售。 中國口前低層住宅太陽能光電 系統(tǒng)設(shè)計(jì)多采納第一種方式一 獨(dú)立式供電方式，由于“幵網(wǎng) 供電方式”中太陽能光伏發(fā)電 系統(tǒng)的逆變器輸出與電網(wǎng)幵聯(lián)。 而當(dāng)一組電源與另一組幵聯(lián)時(shí)， 必需保持兩組電源電壓、相位、 頻率等電器特性全都，否則就 會(huì)產(chǎn)生兩組電源之間的充放電， 造成整個(gè)電源系統(tǒng)的內(nèi)耗和不 穩(wěn)定。 光電技術(shù)的安裝特點(diǎn)由于與光電產(chǎn)品相結(jié)合的建

7、筑物顯示出的優(yōu)越性，越來越多的 國家正在方案把光電作為一種有潛力的電源，幵開頭較大觃模 地建筑和經(jīng)營與光電產(chǎn)品相結(jié)合的建筑。在這些建筑中，光電 產(chǎn)品與建筑師的立面設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，成為建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu) 的組成部分，如‘光電屋面板 光電外墻板 光電遮陽板 光電窗 間墻 光電天窗等等。在一些用法玻璃幕墻的商業(yè)建筑中，還利 用半透亮的光電玻璃作為幕墻的一部分，使大量消耗能量的玻 璃幕墻建筑大幅度的降低了能耗。 光電裝置的建筑設(shè)計(jì)實(shí)例 1990 年間舉辦的埃森公園國際建筑展，魯爾區(qū) Herne 的一個(gè)廢礦區(qū)重建方案 Akademie Mont-Cenis, 以“微氣候帷

8、幕”新環(huán)境建筑為概念，采納“屋 中屋”(house in house )的原則興建的，外層建 筑是采納玻璃帷幕，內(nèi)層建筑群才是讓人們用法 的真正的室內(nèi)空間，就像是一個(gè)大溫室中間蓋了 建筑群。Mont-Cenis 溫室的玻璃頂，把太陽能板 與采光罩結(jié)合，是全世界最大的屋頂集中式發(fā)電 設(shè)備。整個(gè)建筑以鑲嵌式、易拆解回收的輕量結(jié) 構(gòu)做為建筑主體。采納高效率的隔熱玻璃。屋頂 及墻面都可開窗，以利自然對(duì)流換氣。而原 本舊 煤礦坑底下，仍舊殘留不 少瓦斯，改設(shè)置汽電共生 裝置。排氣的廢熱在用熱 交換器回收做為熱水及暖 房。 首都博物館，其安裝在屋頂上 的300 千瓦太陽能發(fā)

9、電系統(tǒng)，完 全與建筑觸為一體。除了采集天 光的玻璃頂棚和拱形的多功能廳 頂部，建筑頂層的其余部分已經(jīng) 全部被黑色的太陽能板掩蓋。此 方案采納的是國際上最先迚的技 術(shù)———太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。 與大多數(shù)采納太陽能供電的系統(tǒng) 工程一樣，新館建筑仍舊與傳統(tǒng) 供電網(wǎng)絡(luò)連接，可以實(shí)現(xiàn)幵網(wǎng)供 電。在太陽能供電系統(tǒng)無法達(dá)到 用電需求的時(shí)候，可用法傳統(tǒng)電 網(wǎng)供電。 日本神戶市展銷的帶有屋頂一體化太陽能發(fā)電 系統(tǒng)的別墅 英貝格隆園區(qū)光電幕墻 活動(dòng)的光電板遮陽板 風(fēng)能與太陽能發(fā)電的結(jié)合實(shí)例 某零耗能住宅中部分能源供需系統(tǒng)示意圖 結(jié)語風(fēng)能和太陽能屬于可再生能源，他們?cè)诮ㄖ夹g(shù)上 的完善應(yīng)用是許多企業(yè)夢(mèng)寐以求的，風(fēng)能，太陽能 與建筑結(jié)合制造的低能耗高舒適度的健康居住環(huán)境， 不僅讓住戶家庭生活得更自然更環(huán)保，而且能節(jié)能 減污，對(duì)實(shí)現(xiàn).可持續(xù)進(jìn)展具有重大意義。 風(fēng)能與太陽能在空間和時(shí)間上具有互補(bǔ)性，風(fēng)力太 陽能互補(bǔ)發(fā)電是比單一的風(fēng)力或太陽能發(fā)電更有效 地方式。