建筑一体化太阳能光伏组件的通风散热分析

建筑一体化太阳能光伏组件的通风散热分析

李元荣

青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁太阳能电力分公司  青海 西宁 810000

摘要：由于我国能源的日益短缺，使得社会愈发重视对太阳能的开发运用，而在运用太阳能的时候，进行对其光伏组件通风散热性能的合理优化，以保障其散热效果，才能保障太阳能在建筑中的运用效果，缓解我国的能源压力问题。因此，相关的设计部门应进行对建筑一体化太阳能光伏组件的通风散热性能的深度分析，制定出合理的设计方案，切实保障太阳能的运用价值。

关键词：光伏组件；通风；计算流体力学

太阳能作为可再生资源在社会中有着重要的应用价值，但是由于其通风散热性能差，使得其光伏转化的效率也十分低下，如若不进行对其通风散热性能的合理设计，将会严重影响社会对太阳能的运用效果，影响太阳能资源的运用和发展。对此，相关的设计部门应结合当前社会对建筑一体化太阳能光伏组件的通风散热性能要求，进行对其受热温度的深度分析，通过 Wind Per-fect软件进行模拟，准确地分析电池板温度，以设计出有效的通风散热方案，使得太阳能光伏组件的工作效率和效果都能得到不断地提升，促使我国太阳能能源转换效果的不断提升

一、模型建立及参数设定

在分析建筑一体化太阳能光伏组件通风散热性能的时候，设计部门可以运用Wind Perfect软件进行研究，先进行对太阳能中不可压缩的流行马赫数进行计算，将空气、水、油视为不可压缩流体，进行对其光伏组建模型的合理设计。在建立模型的过程之中，设计部门应将其分为电池组件、通风流道和屋顶地面三个部分，将可以传递热能的玻璃盖板视为太阳能电池板，使其能经过太阳的辐射，将其产生的热量从通风流道传递到环境空间之中，并在屋顶地面上同样设计为玻璃盖板，使其能将太阳能的热量传递到各处，但是由于其空气流道狭窄，使得电池表面也较为容易出现散热不好的问题，经过实际的实验研究可见，随着环境温度的变化就会使得光伏组件的表面热能越高，进行对其温度过高温度的解决十分重要，否则将会严重影响到其运用效果。所以，在设计建筑一体化太阳能光伏组件模型的时候，设计人员还需根据不同的板材和温度要求，进行对其光伏组件各项热能参数的合理设计，以保障其能受到电池板列的限制，以进行对其通风散热性能的有效保证，保障其在建筑物中的实际运用效果。

二、电池板表面温度场分析

从设计人员进行对上述模型构建之后，可见其电池阵列板面的温度分布各不相同，其温度的高低不仅会受到风向的影响，也会受到阵列上下表面的距离大，使其受温度差的影响产生不良温度变化，其对流换热的条件并不佳。而且在各个光伏组件之中其温度变化并不明显，甚至可以忽略不及，但是在规模的光伏板件中即可明显地看出其散热效果越来越低下，部分板面的温度会出现大幅度上升的问题，这无疑是急需解决的温度分布不均匀的问题。而一旦其温度无法得到有效地控制，就会使出现对流换热效果不断下降的问题，这会严重影响到电池板的安全运用效果，也会严重影响到光伏转化的效果，非常不利于社会对太阳能的有效运用，因此，设计部门应通过对其电池板表面温度的分析，制定出有效的对策解决其通风散热效果低下的问题。

三、电池板温度场优化分析及建议

为进行对电池板温度场的有效优化，相关的设计部门可以从安装条件和换热介质两个角度，制定出有效的开展通风散热的方案，以有效地保障电池板的运用效果，以及建筑一体化太阳能光伏组件的运用效果，使得能源能真正得到有效地节约和二次运用，以更好地保障社会健康稳定发展和建筑行业健康发展。

先从安装条件的角度来分析，尽管设计部门不能直接地更改日太阳能光伏组件所安装的环境，但是可以进行对其电池板安装高度的合理调整，在固定的风速条件下，如若电池板中的板间的距离近，就会使其对流换热的条件变差，使其出现板面表面温度持续增高的问题。对此，相关的设计人员即可提高板面之间的距离，为其营造良好的通风散热的空间，创造良好的通风散热的条件，使电池板离地面的高度，以及各个电池板面之间的距离都能得到提升，并设计出足够宽度和高度的通道，使热量能在通道中得到有效地散发，从根源上消除热量叠加产生的对于光伏组件运行的不良影响，而是使得其通风散热的性能能得到高效地提升。

之后，在从换热介质的角度来说，相关的设计人员可以实验室内无风或者有风的情况下，观察其太阳能光伏组件对流换热系数的升降情况，从其实验的结果可见，正是因为电板王福安得到及时地冷却，造成了其通风散热效果低下的问题。所以，相关的设计人员可以通过更改原有的换热介质，设计出余热利用系统和水冷降温的系统，先通过换热介质水，将热量带走使得光伏组件能及时地冷却下来，保障其在太阳能系统中的安全运用效果。同时，通过对余热利用系统的合理运用，使得冷水转化出的热量能被有效地运用到光伏转化之中，使得热量能真正得到综合利用，以这种光伏热水一体化系统的模式，促使其通风散热效果的高效提升，以将电池板的温度真正控制在合理的范围之内。

在通过对上述两种通风散热方式，进行对建筑一体化太阳能光伏组件的设计之后，即可从根源上消除电池板面温度持续升高，无法得到有效地控制，造成太阳能运用问题和安全隐患问题的不良问题，而是使得设计人员能根据建筑一体化太阳能光伏组件运用的要求，进行对其太阳能电池板板面之间的距离和换热介质或是系统的合理设计，保障电池表面温度的合理分配，保持其温度数值能始终在国家对太阳能电池板要求的温度范围数值之内，而且建筑安全部门应加强对设计人员的选拔与培训管理，使得设计人员能严格地按照规范进行相应的通风散热设计，保障其能运用自己的专业能力开展设计工作，将通风散热设计作为设计工作的重点，以合理使方式提高其通风散热性能，这样即可使得太阳能的运用寿命和效率都能得到高效地提升，更加高效地保障太阳能的运用价值和效果。

结束语：

总而言之，通过对建筑一体化太阳能光伏组件通风散热性能的合理设计，才能有效地保障其在建筑物中安全运用效果和高效运用价值。相关的设计人员应认识到电池板散热不均产生的对于太阳能运用的不良问题，应通过调整电池板之间的距离度、电池板阵列检修通道之间的宽度和高度、运用冷水冷却热量散热等方式，高效地保障其通风散热的效果，随之促使太阳能光伏组件其运用效果的不断提升，使得光伏转化率也能得到提升，使得太阳能能在社会中真正得到高效运用。

参考文献：

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