發(fā)布時間：2024-06-11 03:24

　　太陽能光伏屋頂?shù)陌惭b在一定程度上緩解城市化帶來的能源危機和城市熱環(huán)境的破壞。本文將太陽能板的傳熱模型引入WRF的多層城市冠層方案中,在線模擬太陽能屋頂兩種安裝形式(貼覆式和支架式)對城市熱環(huán)境及能量平衡的影響。結果表明:(1)安裝貼覆式光伏屋頂可以使白天城市2m氣溫降低0.28°C,支架式屋頂白天降溫0.22°C,夜間支架式降溫效果更明顯,與普通屋頂相比,降溫0.24°C。貼覆式屋頂在13時對室內的降溫效果最明顯,而支架式屋頂時間相對滯后,在14時達到峰值。東部沿海地區(qū)可能會因為海陸環(huán)流受影響出現(xiàn)局部升溫現(xiàn)象。另外光伏效率每增加10%,商業(yè)區(qū)城市氣溫最多下降0.13°C。(2)商業(yè)區(qū)城市表面邊界層垂直風速減弱,湍流動能減少,一定程度上抑制白天邊界層的發(fā)展,降低邊界層的高度。在湍流發(fā)展旺盛的情形下,光伏屋頂?shù)南魅踝饔酶�加明顯。貼覆式光伏屋頂由于白天表溫更低,對大氣的加熱作用弱于其他兩種屋頂,湍流動能強度最弱。(3)當城市屋頂100%鋪設太陽能光伏屋頂,對于住宅區(qū)光伏發(fā)電量基本能夠滿足,對于商業(yè)區(qū),光電轉換效率為32%時發(fā)電量能夠全部負擔空調能耗。此外其經濟收益也頗為可觀,在假設成本不變的...

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2屋頂安裝方式示意

目前光伏板的安裝方式主要有3種：帶通風流道支架安裝、貼覆式安裝及封閉流道的支架安裝（王玥，2017）。文中在WRF模式中引入了較為常見的帶通風流道的支架安裝以及貼覆式安裝兩種方式（圖2）的計算過程。參考Krauter的分層理論模型（Krauter,etal,1990）將光伏板分....

圖3各氣象要素（2m氣溫（a—d）、2m相對濕度（e—h）、10m風速（i—l））模擬與觀測值時間序列

從圖7可以看出，光伏屋頂對于潛熱通量的影響很小，特別是商業(yè)區(qū)，其城市覆蓋率高，大多為不透水面，普通屋頂?shù)臐摕嵬�量峰值僅為37.98W/m2。貼覆式安裝和支架式安裝分別減少了1.28和1.16W/m2。除了地表的熱通量，建筑物的廢熱排放也可能對近地層氣溫產生影響。由于光伏板的遮....

圖4江蘇省7月24日2m氣溫模擬（色階）與觀測（圖中數(shù)字）水平分布

湍流動能作為湍流邊界層中最重要的物理量之一，關系到邊界層內動量、熱量及水汽的垂直輸送。光伏屋頂影響近地面氣象要素的同時，對于湍流動能也可能產生影響。圖52017年7月21—27日光伏屋頂（a、b.支架式，c、d.貼覆式）與對照算例中2m氣溫（單位：°C）的差值（a、c.06—....

圖52017年7月21—27日光伏屋頂（a、b.支架式，c、d.貼覆式）與對照算例中2m氣溫（單位：°C）的差值（a、c.06—18時平均降溫幅度，b、d.19—05時平均降溫幅度）

圖4江蘇省7月24日2m氣溫模擬（色階）與觀測（圖中數(shù)字）水平分布以南京站為例，圖9給出南京站7月21—27日湍流動能的時、空分布特征。

本文編號：3992332