[发明专利]具有双层非透明光伏幕墙结构的建筑室内负荷计算方法

权利要求书

1.一种具有双层非透明光伏幕墙结构的建筑室内负荷计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、确定单位面积光伏幕墙表面接收的太阳辐射量；

步骤2、计算光伏幕墙系统的初始发电量；

步骤3、建立双层非透明光伏幕墙系统内光伏组件、空气层、建筑墙体的换传热方程；

步骤4、采用热电耦合方法对双层非透明光伏幕墙的热、电性能进行迭代求解；计算过程如下：

第一步，计算单位面积光伏组件表面太阳总辐射；

第二步，根据环境温度及太阳总辐射值计算出一个光伏组件的初始工作温度值T_pv0，其计算式为：

第三步，根据上两步计算出来的太阳总辐射和光伏组件的初始工作温度值，采用等效电路五参数模型对光伏组件的功率输出进行计算，同时，分别给建筑墙体外表面温度和空气层出口处的空气温度赋一个初值，再根据空气层内的能量平衡方程和建筑墙体内的非稳态传热方程对建筑墙体外表面温度和空气层出口处的空气温度进行迭代求解，得到空气层和建筑墙体内各位置处的温度值；

第四步，根据第三步求解出来的建筑墙体外表面温度、空气层出口处的空气温度及光伏组件的功率输出，带入光伏组件的能量平衡方程中校核计算出光伏组件工作温度值T_pv，并判断T_pv和T_pv0有没有达到设置的精度要求，若达到要求，计算结束，输出计算结果；将第四步计算出的光伏组件工作温度值T_pv替换光伏组件的初始工作温度值T_pv0，再依次完成后续的迭代计算，最终计算达到稳定，计算程序输出计算出来的光伏组件发电量、光伏组件工作温度、空气层内空气平均温度及建筑墙体内外表面处的温度值；

步骤5、计算建筑室内负荷。

2.根据权利要求1所述的具有双层非透明光伏幕墙结构的建筑室内负荷计算方法，其特征在于，步骤1确定单位面积光伏幕墙表面接收的太阳辐射量：

其中，G₀为地球大气层上边界面的太阳辐照度，G_t、G_bh、G_dh、G_h分别为单位面积光伏幕墙表面总辐射、水平面直射辐射、水平面散射辐射、水平面总辐射；r_b为直射辐照度的折算因子；θ、β、n分别为阳光入射角、太阳高度角、全年中某一天的顺序数；ρ为地面平均反射率。

3.根据权利要求1所述的具有双层非透明光伏幕墙结构的建筑室内负荷计算方法，其特征在于，步骤2计算光伏幕墙系统的初始发电量，具体为：

采用等效电路五参数模型，结合光伏组件的铭牌参数以及光伏幕墙立面上接收的太阳总辐射、环境温度、风速计算光伏幕墙系统的初始发电量，具体的计算式为：方程中的五个未知参数分别是光生电流I_ph，二极管反向饱和电流I_o，串联电阻R_s，并联电阻R_sh及理想因子a；这五个未知参数是根据光伏组件的铭牌参数，采用解析解的方法求解出来的，求解出来的五个参数是在标准工况下的值，再根据转换公式求出任意实时工况下的五参数值；采用Lambert W函数和迭代求解的方法进行I-V方程的求解及最大功率点的求解。