集成于綠色屋頂?shù)墓夥≒V)系統(tǒng)因其對(duì)屋頂微氣候條件和光伏運(yùn)行性能的潛在影響,吸引了越來(lái)越多的研究關(guān)注。本研究實(shí)驗(yàn)性地考察了在中歐氣候下,安裝在綠色和瀝青屋頂表面上的兩個(gè)相同光伏模塊的熱和電行為。監(jiān)測(cè)了后側(cè)模塊的溫度和氣象參數(shù),同時(shí)利用現(xiàn)場(chǎng)的I–V曲線測(cè)量評(píng)估了電氣性能。在監(jiān)測(cè)的短期夏季期間,觀測(cè)到的后側(cè)溫差范圍在0.01°C至0.86°C之間。一項(xiàng)具有代表性的I–V測(cè)量顯示,在類似運(yùn)行條件下,安裝在綠色屋頂配置之上的光伏組件的瞬時(shí)最大功率輸出約高出13%。然而,由于短期環(huán)境變異性和連續(xù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中輻射相關(guān)的不確定性,電功率結(jié)果應(yīng)謹(jǐn)慎解讀。
所呈現(xiàn)的結(jié)果屬于一項(xiàng)短期夏季現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)研究,未經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間多季節(jié)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,不應(yīng)推廣至年度光伏性能。本研究的科學(xué)貢獻(xiàn)在于通過結(jié)合后側(cè)熱監(jiān)測(cè)和原位電氣特性分析,在真實(shí)運(yùn)行條件下同步并排評(píng)估相同光伏模塊。編譯 陳講運(yùn)
結(jié)論
本研究實(shí)驗(yàn)性地考察了安裝在綠色和傳統(tǒng)瀝青屋頂表面上方的相同光伏組件,在中歐氣候下真實(shí)夏季運(yùn)行條件下的熱和電氣行為。基于所得結(jié)果,可以得出以下結(jié)論:
在監(jiān)測(cè)的夏季期間,調(diào)查屋頂配置后側(cè)溫差范圍為0.01°C至0.86°C。
安裝在綠色屋頂上方的光伏組件后側(cè)工作溫度始終略低于瀝青屋頂配置,顯示出與植被覆蓋的屋頂表面相關(guān)的持續(xù)微氣候冷卻趨勢(shì)。
代表性的I–V測(cè)量顯示,在類似運(yùn)行條件下,安裝在綠屋頂配置以上的光伏組件瞬時(shí)最大功率輸出更高。代表性的I–V測(cè)量顯示,在類似運(yùn)行條件下,安裝在綠屋頂配置以上的光伏組件瞬時(shí)最大功率輸出更高。然而,觀察到的電學(xué)差異應(yīng)謹(jǐn)慎解讀,因?yàn)轫憫?yīng)部分與短路電流的無(wú)法解釋的增加以及連續(xù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中短期環(huán)境變異有關(guān)。
觀測(cè)到的熱效應(yīng)和電效應(yīng)受多種耦合環(huán)境因素影響,包括太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、環(huán)境溫度、風(fēng)向條件、屋頂表面特性以及局部微氣候相互作用。
與以往生物太陽(yáng)能屋頂研究的比較證實(shí),觀測(cè)到的冷卻效應(yīng)大小高度依賴于氣候條件、植被特性、光伏安裝幾何形狀、監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)及測(cè)量方法。
從實(shí)際角度看,目前的結(jié)果表明在所研究的夏季操作條件下,短期熱效應(yīng)僅為有限。因此,未經(jīng)進(jìn)一步的長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)和仿真驗(yàn)證,這些發(fā)現(xiàn)不應(yīng)直接被視為光伏每年顯著提升能源產(chǎn)能或大規(guī)模生物太陽(yáng)能屋頂優(yōu)化的直接證據(jù)。
本次調(diào)查代表了在真實(shí)操作條件下的短期夏季監(jiān)測(cè)。因此,未經(jīng)長(zhǎng)期和多季節(jié)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,不應(yīng)將結(jié)果推廣為年度光伏表現(xiàn)。
本研究的科學(xué)貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在結(jié)合后側(cè)熱監(jiān)測(cè)與原位I–V表征的受控同步場(chǎng)方法,該模塊安裝在不同屋頂表面上方,且在真實(shí)工作條件下均可進(jìn)行。
未來(lái)的研究應(yīng)聚焦于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)、季節(jié)性分析、不確定性評(píng)估和年度能源產(chǎn)能評(píng)估,以更好地量化生物太陽(yáng)能屋頂系統(tǒng)的實(shí)際能源效益。
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