工程科学与技术，国际期刊20（2017）41完整文章建筑一体化光伏光热系统（BiSPVT）的（火用）分析Neha Guptaa，J.，Arvind Tiwarib，G.N.蒂瓦里caCentre for Energy Studies，Indian Institute of Technology Delhi，Hauz Khas，New Delhi 110016，Indiab沙特阿拉伯卡西姆大学电气工程系cBag Energy Research Society（BERS），11B，Gyan Khand IV，Indirapuram，Ghaziabad，UP 201010，India阿提奇莱因福奥文章历史记录：2016年7月6日收到2016年9月18日修订2016年9月18日接受2016年9月28日在线发布关键词：BiSPVT系统日光照明火用A B S T R A C T对建筑一体化透明光伏光热系统进行了火用分析。在所提出的系统中，建筑物下方的房间集成了透明光伏热系统，被认为是一个空调（恒定的室温）。给出了透明光伏屋顶、地板和室内空气各组成部分的能量平衡方程。根据能量平衡原理，推导出了室内空气温度、太阳能电池温度、地板温度以及太阳能电池效率的解析表达式。此外，通过考虑日光照明参数，所提出的系统的整体火用已被推导出不同数量的空气之间的房间和环境空气的变化。已经观察到，随着换气次数的增加，室内空气和太阳能电池温度降低。然而，太阳能电池电效率随着太阳能电池温度的降低而增加。此外，它被发现，电功率和照明室内更占主导地位的比较，热火用。当换气次数为0 ~ 4次时，总火用增加1.15%。对理论模型进行了实验验证©2016 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍建筑光伏光热一体化系统是当今世界上最有前途的建筑节能方案之一，是关于（i）不透明光伏（OPV）和半透明光伏（SPV）模块以及（ii）与屋顶和立面集成的不透明光伏热（OPVT）和半透明光伏热（SPVT）模块的各种研究，Agrawal和Tiwari[1，2]。这些系统可以满足建筑物的制冷、热能和采光要求还进行了各种研究来分析光伏（PV）和光伏热（PVT）系统的能量和火用性能[3Saloux等人[8]将火用定义为能量的定性方面，即能量的可用份额。火用分析已被认为是评价系统特别是涉及多种能源的系统的有力工具。热力学第一定律和第二定律都可以用来*通讯作者。电子邮件地址：ar. gmail.com（N. Gupta）。由Karabuk大学负责进行同行审查计算模型的火用，这有助于确定火用损失的主要来源[9，10]。Vats和Tiwari[11]评估了BiSPVT系统的能量和火用性能，并在不考虑日光照明因素的情况下比较了各种类型的光伏组件HIT型和a-Si型光伏电池的相应电效率分别为16%和6%，HIT型光伏电池的年热有效能最大（2497 kWh）。Dávi等人[12]发现，光伏发电覆盖的电力需求每 年 从 29% 到 51% 不 等 。 Baljit 等 人 [13] 比 较 了 建 筑 集 成 光 伏（BiPV）和建筑集成光伏热（BiPVT）技术，发现后者在热和电力生产方面实现了更好的性能。因此，BiPVT可用于建筑行业的节能建筑。Joshi等人[14]研究了PV和PVT系统的热效率和火用效率。他们发现，使用Petela公式[15]，PVT系统的火用效率（11.6 Chow等人[16]开发了PV通风玻璃技术，以减少冷却负荷和日光照明。他们报告说，0.450.55的太阳能透射率能够实现最佳的能源http://dx.doi.org/10.1016/j.jestch.2016.09.0132215-0986/©2016 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestch北纬42度 古普塔等 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）41命名法面积，m2C空气的比热，J/kg KCc太阳能电池的比热，J/kg KCf地板比热，J/kg KEsteceelectricalpower，WEstecxsun光伏组件太阳辐射火用率，W太阳能通过光伏组件非封装区的日光率Estecxth总热火用，WEstecxthf从地板到房间的热（火用）率1空气，WEstecxthc从光伏组件到房间1空气的热（火用）率，Wh0外部传热系数，W/m2Khc对流换热系数W/m2 KUra从室内到环境的总传热系数，W/m2 KUro从房间到屋顶底部的总传热系数，W/m2 KUtca通过玻璃盖从太阳能电池到周围环境的总传热系数，W/m2KV房间体积，m3Q_u;每小时热能率，Wgo; ex总火用效率，%gth总小时热火用，%外热效率，%希腊符号hc.eff常数，-2a吸收率，-hir1房间1的传热系数，W/m Kb填充系数，-I（t）太阳强度，W/m2k热导率，W/m KL屋面厚度，mM空气质量，kg太阳能电池质量，kgMf地板质量，kg每小时换气次数NT温度，°CT0室2空气温度，°CTr室1空气温度，°CTs太阳表面温度，KUb从地板到空调房间的总传热系数，W/m2 KUbcr 1通过玻璃罩从太阳能电池到房间1的总传热系数，W/m2KUb.eff常数，-b0温度系数，°C-1g0标准测试条件下的电效率，-stransmittance，-下标0与时间无关的傅里叶系数1房间12室2(i)case（i）(ii)情况（ii）周围的空气c太阳电池f1号会议室楼层g玻璃m光伏组件R型屋顶积蓄Li等人[17]研究了日光照明太阳能光伏系统的能量性能和成本分析。此外，他们还发现，如果将这样的系统集成到建筑物中，每年可以节省1203兆瓦时的电力。Zogou和Stapountzis[18]在朝南的双立面上引入了不透明的光伏组件，以提高建筑物的电力效率。Ara- vind等人。[19]对马来西亚的一个示范旅馆的光伏建筑及其在生态旅游中的实施进行了全面的审查，作为案例研究。Riza等人[20]提出了一种在具有照明负载的独立光伏系统Farshchimonfared等人[21]已经研究了与住宅建筑集成的PVT系统的优化，并且已经发现，利用较大的收集器深度可以在较低温度下获得更好的总能量输出Mainzer等人[22]提出了安装在德国住宅楼屋顶上的BiPVT系统的技术潜力。由于未考虑非住宅楼宇，故其光伏潜力厘定为30%。Ordenes等人[23]得出的结论是，由于屋顶的最大日射量，屋顶上的光伏系统比立面多产生45%的能量Vats等人[24]还进行了研究，分析了BiSPVT的填充因子对系统能量和火用的影响他们已经报道，在不考虑日光因素的情况下，由于太阳能电池温度的上升，随着PV模块的封装系数的增加，太阳能电池电效率降低。Chen等人[25]发现表面积为64 m2的BiPVT屋顶的热输出为8.5此外，Vats和Tiwari[26]已经推导出建筑集成透明光伏热（BiSPVT）和建筑集成不透明光伏热（BiSPVT）的表达式。（BiOPVT）系统，有或没有用于屋顶和立面的空气管道。他们发现，采用不透明光伏热屋顶（无风管）和不透明光伏热立面（有风管），室内最高和最低空气温度分别上升18°C和2.3°C最近，Tiwariet al.[27]对无空调的两层建筑物的BiSPVT系统进行了周期性分析结果表明，为使衰减系数最小，顶板厚度应在300第一层可用于作物干燥，因为室内最高温度达到47 °C。从上述研究中，我们观察到，上述研究人员已经考虑了通过在有效能方面一起考虑电、热和日光照明来分析建筑物集成的透明光伏热（BiSPVT）系统。他们也没有考虑数量的影响。空气在室内和环境空气之间变化。本文试图对BiSPVT系统进行综合分析，考虑热能、电能和采光因素。还考虑了从房间1到外部空气的每小时换气次数的影响。2. 建筑一体化半透明光伏光热（BiSPVT）系统图 1示出了在空调（恒定室温）房间2顶部的建筑物集成半透明光伏热系统的横截面图。假定2号房间装有空调（恒定室温）-ΣΣΣ¼你好，C00CN. Gupta等人 /工程科学与技术国际期刊20（2017）41-50430.6 M太阳辐射图1示出了如图1所示的透明光伏模块，因此其被称为BiSPVT系统。从该图中可以清楚地看出，太阳辐射直接透射通过非透明PV模块的非包装区域，最终被房间1的地板吸收。也有热能从（i）返回和（ii）地板通过对流到室内空气，因此室内空气温度升高。这种系统可以用于许多目的，即日光浴、太阳能干燥、作物栽培等。可以在自然和强制操作模式下提供从室内空气到室外空气的热传递，以在夏季期间保持室内1内的低温。在本文中，数值计算已经进行了一个典型的冬季气候条件的瓦拉纳西（UP），印度。3. 热建模Fig. 1.具有建筑集成半透明热系统的房间的横截面视图。由于房间1和房间2之间的板厚较大为了简化分析，忽略了房间1和2中来自墙壁的热侧损失。表1给出了系统的尺寸、各种热损失系数和设计参数。在这种情况下，房间1的屋顶被认为是半-表1建筑一体化半透明光伏光热（BiSPVT）系统设计参数。基于以下假设，编写了建筑一体化透明光伏热系统1号房间（研究房间）的能量平衡方程1. 为了简化分析，忽略了两个房间的热侧损失2. 房间2被认为是空调的，由于屋顶厚度大，室温恒定（本研究下方的房间）。3. 已被认为是稳态热传导损失的房间2的屋顶4. 沿外膜-母光伏组件和1号房间空气柱的厚度方向没有温度梯度。5. 空气变化被认为是恒定的。3.1. BiSPVT的能量平衡根据Tiwari等人[27]，BiSPVT屋顶的能量平衡方程可以写为：acsgItbAm½UtcaTc-Taubcr1Tc-Tr]AmsgItbAmgc1其中bAm为光伏组件中太阳能电池的面积（透明屋顶的封装面积）。Utca¼1升g-1h0Kg¼215：7分0： 003-10： 91/20：175410：0033]-11/45：6 W=m K并且，在本发明中，Ubcr1¼1hir1Lg-1个单位g：当量 （1）可以改写如下：TcsgItbac-gcutcaTaUbcr1TrmUtcaUbcr1ð2Þ对于已知的太阳能电池温度（Tc），太阳能电池电效率（gc）可以由以下表达式确定：g <$g<$21-b[[25] g]3a[在从Eq.（2）在Eq。根据公式（3a），得到太阳能电池的电效率（gc）的解析表达式为g½1-bfsgItbacUtcaTa- 25Ubcr1Tr- 25g]gc¼001g0b0sgItbutcaUbcr13bbet上述等式取决于房间1的空气温度。此外，Eq。（3B）适用于不是HC会议室1，Tf会议室2，T0hiΣΣΣ参数值AF8.86平方米Am9.18平方米AR9.18平方米Cc700 J/kg KCF960 J/kg Kh05.7 W/m2 KHC2.8 W/m2 Khc.eff0.818 W/m2 Khi2.8 W/m2 Khir12.8 W/m2 KKG0.9 W/M KKR0.67 W/M KLc0.003米Lg0.003米LR0.6米是个33.6 kgMF3190公斤Mc64.11公斤T0（N1 = 0）37.5°CT0（N1 = 2）摄氏35T0（N1 = 4）33°CTs6000 KUB0.621 W/2KUbcr12.778 W/m2 KUb.eff0.330 W/m2 KUra1.858 W/m2 KUro0.508 W/m2 KUtca5.618 W/m2 KV28立方米一个c0.9aR0.4B0.89b0的0.0045/°C的g00.15q空气1.2公斤/立方米QC2328公斤/立方米q混凝土2400公斤/立方米SG0.9屋顶倾斜度10°Gð Þ<-联系我们->DT¼;fgt;Tc北纬44度 古普塔等 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）411g0b0sgItb0Utca或者，ItUtcaUbcr1g0b0sgb参照图 1，房间1的地板的能量平衡方程为：aRs21-bItAm hcAfTf-TrUbTf-T0Af 4式中（1b）Am是负责以下方面的透明屋顶的非填充面积自然天照明（照明）（1 W = 100 lx）。上述方程左侧的第一项包含热能以及之前未考虑的自然采光。右手边的第二项也是从房间1到房间2的稳态热损失。更多Eq. （4）可以改写如下：aRs21- bItAm UbAf T0hcAf Tr一旦房间1的空气温度从等式1已知，（8）对于给定的气候和设计参数，太阳能电池和地板温度可由方程（1）得到。（2）和（5）。此外，太阳能电池电效率可由等式（1）确定。（（3a）和（3b））。3.2. 电能高等级的PV的电功率可以计算为：E_egcsgacI tAmb9其中，gc由Eq. （3b）。3.3. 火用分析由于从地板和PV模块背面可用于房间的热能是低等级能量，因此需要将其转换为热有效能以评估BiSPVT系统的整体有效能。Tf¼哪里2011年1月1日hc1米-1ð5Þ[4，3，28，29]之后，可以计算热火用率。如下：情况（i）对于高操作温度使用热力学第二定律Ub¼hckRhi● 从地板到室内空气：能源平衡为房间1空气温度（T）可以表示为，r_.TaMa CadTr¼hcTf-TrAfUbcr1Tc-TrAm-0： 33NVTr-Tað6ÞExthf1 -Tf哪里Qf¼Af h cTf-Tr;10000日元右侧的最后一项确定了在自然模式下从室内空气到环境空气的热能提取率对于N6 10，在自然模式下考虑。在Eqs的帮助（2）和（5），方程。（6）可以按如下方式重新排列低鸣。当量 （7）是一阶微分方程。dTrdtaTrft哪里a½UroAfUraAm0：33NV]MaCa● 从光伏组件后部到室内空气：E_xthci¼Q.1-Ta;10b哪里Qf¼AR hcTc-Tr“1/2 fhc：effaRs21-bgfUb：effsgbac-gcg]ItAm1/2UraAm0： 33NV]Ta1/2UroAfT0]#MaCahc eff<$hcUb eff<$Ubcr 1;Ura ¼Ubcr1Utca：：hcUtcaUtcaUro并且，在本发明中，hc Ub联系我们● 总小时热火用由下式给出E_xthfiE_xthci 10情况（ii）使用热力学第一定律进行低操作为了解决Eq。（7），使用以下初始条件：(i) TrjtTr0和温度，● 从地板到室内空气：(ii) ft和Ta是太阳强度和ambi的平均值E_x¼Ah273在0和t时间间隔之间输入空气温度泰福·阿吉夫 c f r aTr273然后，上述方程的解变为：● 从光伏组件后部到室内空气：Tft1e-atT e-at8E_xthci i¼AR hchtTc-Trt-Tat273 hnTct273h n11 b tr¼ 一 -Þþr10的ð Þð ÞTr273GN. Gupta等人 /工程科学与技术国际期刊20（2017）41-5045● 总小时热火用由下式给出E_xthfiiE_xthcii 11i. 使用公式（11 c）和（12 b），热（火用）效率由下式给出：因此，每小时总热能为：gth;exE_xthiiE_x太阳13aaaaaQ_u;th¼AfhcTf-TrARhcTc-Tr11 d3.4. 照明ii. 使用公式（9）、（11 c）、（12 a）和（12 b）中，总有效能由下式给出：辐射计量学是以绝对功率为基础测量辐射能量的科学。亮度是人类的一个功能，前，前日光E_x太阳13bet亮度灵敏度用于衡量在特定波长处的辐射功率。通过PV模块[15，28]的非填充区域的太阳辐射的有效能[（1-b）Am]由下式给出3.8. 热效率总的小时热效率也可以通过以下方式进行评估E_x太阳日光¼fAmIt1-bg“1-四、Ta1 .一、TA4#瓦数12agthQ_u;th联系我们ð14Þ;3Ts3Ts在照明方面，1 W = 100 lx。当量（12a）将确定BiSPVT系统的房间1中的自然光（白天照明）以用于人类亮度灵敏度。3.5. 总有效能总有效能可以通过添加电功率（等式10）来确定（9））、热能（Eqs.（10c）或（11c））和日光照明（方程11c）。（12a））。因此，BiSPVT系统的总火用由下式给出：净输出（火用）3.6. 输入火用PV模块上太阳辐射的火用[Am][15，28]是净输入火用，其由下式给出：- -“4. TA1001 . TA4#4. 方法数值计算采用以下方法：第1步：对于给定的太阳辐射、环境空气温度数据（图2）和设计参数（表1）的每小时变化，使用方程1计算了不同换气次数的房间1的温度（Tr）。（8），结果已在图中显示。 3a.步骤2：在知道房间空气温度（Tr）的每小时变化之后，图3a，使用等式3计算太阳能电池的每小时变化（Tc）、太阳能电池的电效率（gc）和地板温度（Tf）。（2），（3b）和（5），结果显示在图2和3。 四比六第3步：通过使用等式（1）评估来自透明PV模块屋顶的电功率。（九）、在FIGs的帮助下如图2和图5所示，每小时换气次数对电功率每小时变化的影响已在图7a中示出。第四步：使用图1和图2的每小时数据。3a和6为房间1空气和地板温度，小时热火用基于高和从地板到室内空气和背部的低工作温度Exsun¼fAmIttt g1-3Ts103Ts瓦数1200瓦的光伏组件到室内空气的不同数量的空气变化已经进行了评估，并显示在图。7b和7d。通过使用式中的Ta和Ts（12a）和（12b）的单位是开尔文。3.7. 火用效率BiSPVT的热有效能（gth;ex）和总有效能效率（go;ex）可以评估如下：图 7c和7d。最后，每小时的热火用（Estecxth（ii））已被在图7e中评估并示出。第5步：每小时日光节约量已使用公式计算。（12a）如图所示。7 楼BiSPVT系统的总小时火用是由于热功率、电功率和日光照明的800700600500400300200100025201510501 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425时间（小时）I（t）Ta太阳辐射强度（W/m2）¼环境空气温度（摄氏度）¼图二、印度瓦拉纳西一月份典型日的太阳强度I（t）和环境空气温度Ta的小时变化北纬46度 古普塔等 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）417060504030201001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25时间（小时）Tr（N =0）Tr（N =2）Tr（N =4）图3a. 每小时换气次数（N1）对房间1空气温度（Tr）逐时变化的影响0.520.50.480.460.447060504030201001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25时间（小时）Tf（N =0）Tf（N =2）Tf（N =4）见图6。每小时换气次数（N1）对地板温度（Tf）逐时变化的影响。6005004000.42NN =0 N =2 N =4300200100图3b.每小时换气次数（N1）对TLL的影响。06 7 8 9 101112131415161718时间（小时）807060504030201001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25时间（小时）Ee（N =0）Ee（N =2）Ee（N =4）图7a.每小时换气次数（N1）对电功率（Ee）小时变化的影响。200150100500Tc（N =0）Tc（N =2）Tc（N =4）图四、每小时换气次数（N1）对太阳电池温度（Tc）逐时变化的影响-506 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18时间（小时）x th（i）（N = 2）0.170.160.150.140.130.120.110.11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25时间（小时）ηc（N =0）ηc（N =2）ηc（N =4）图7b. 高工作温度（E_xthΦi）时热（火用）的逐时变化以及对于N1=2的低操作温度下，（图2）图7a-f），如图8a所示。使用步骤3、4和4中的结果（图3和4）。图7a-f和8a）中，BiSPVT系统的每日总有效能被评估并表示在图7a中。 8b.第6步：热效率和火用效率已使用方程计算。（9）、（11 a）、（11 c）、（11 d）、（12 a）、（13 a）、（13 b）和（14），并在表2中表示。5. 结果和讨论图五、每小时换气次数（N1）对太阳电池电效率（gc）小时变化的影响图3a示出了对于在0和4之间的换气可以看出太阳能电池温度（C）室内空气温度（摄氏度）太阳能电池TLL热（火用）（W）地板温度（摄氏度）电功率（W）N. Gupta等人 /工程科学与技术国际期刊20（2017）41-5047151050-5-106 7 8 9101112131415161718时间（小时）14001200100080060040020006 7 8 9 101112131415161718时间（小时）x thf（ii）（N = 0）图7c. 每 小时换气次数（N 1）对从地板到室内空气的热（火用）小时变化的影响（Estecxthf（ii））。总体BMX（N =0）总体BMX（N =2）总体BMX（N =4）图8a.每小时换气次数（N1）对总火用（W）小时变化的影响.120100806040200-20-40-606 7 8 9 101112131415161718时间（小时）x thc（ii）（N = 0）9420940093809360934093209300928092609240N图7d. 每 小时换气次数（N 1）对从光伏组件到室内空气的热火用（Estecxthc（ii））的小时变化的影响。150100500-50N =0 N =2 N =4图8b.每小时换气次数（N1）对总火用（W）日变化的影响。由于从室内到室外的热能传递的增加，室内空气温度随着换气次数的增加而降低。此外，室内空气温度的最大值相对于太阳强度的最大值有偏移（图2）。那应得事实上，我们已经假设没有热量通过墙壁损失，并且热能在高峰时间被储存。这种系统-1006789101112131415161718时间（小时）x th（ii）（N = 0）可用于建筑物的热加热以及同一建筑物的电能需求。对于N = 4，房间空气温度可以被认为在舒适温度范围内，并且可用的过量热空气可以用于建筑物中的另一个房间的热加热。此外，波动注意到，在国际-图7e. 每 小时换气次数（N1）对热（火用）小时变化的影响最终室温，因为室温随太阳强度的变化而变化。热负荷平衡可计算为：70000700Tr max-Tr min;;60000600TLL¼ð14Þ500004000030000200001000006789101112131415161718时间（小时）日光节约图7f.每小时日光节能。5004003002001000Tr;maxTr;min因此，热负荷均衡（TLL）如图所示。图3b清楚地示出了随着换气次数的增加，TLL下降。为了舒适的室内温度，应该有最小的波动。此外，应注意的是，太阳能电池温度在大量换气（N = 4）时也略微降低（图4）。在这种情况下，太阳能电池的电效率增加，为建筑物提供更高的电力（图5）。这些结果与Vats和Tiwari报告的结果一致[11]。此外，应当注意，换气次数对太阳能电池电效率和太阳能电池温度存在边际影响。9406.769386.28日光节约（勒克斯）从光伏组件到室内空气的热火用（W）热（火用）（W）从地板到室内空气的热（火用）日光节约量（W）总小时火用（W）总日火用（W）9297.75我 我我我北纬48度 古普塔等 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）41表2热效率和火用效率。情况热效率（%）（火用）效率（%）N1 =0N1 =2N1 =4N1 =0N1 =2N1 =4电能–––10.2010.3010.38热能17.0319.6921.59–––白天照明–––11.6111.6111.61总热（火用）–––1.591.571.49总热火用–––23.1823.4023.46然而，如图6所示，由于空气的数量，对地板温度有显著的影响。地板温度随着换气次数的增加而降低，这与我们的预期一致。由于电能品位较高，一般认为电能等价于火用。由于如图5所示的换气对太阳能电池电效率的边际影响，如图7a所示的换气次数对电功率的影响不显著。为了计算热（火用），本文用方程（1）计算了地板温度的逐（五）、在19和25之间的时间间隔内观察到高变化，当太阳强度在室内空气温度（图3a）和地板温度（图6）中为零时。这是因为在白天，热量被储存在屋顶上，在阳光照射的时间，热量被缓慢地释放到房间里。当量公式（9）已经被用于通过使用图7A和图7B的数据来计算如图7A所示的每小时电功率。结果表明，换气次数对BiSPVT的电功率无影响。图7b表示BiSPVT系统的房间1在高操作温度和低操作温度下的热有效能。在低工作温度下，作了进一步的计算。通过在所有侧面放置厚度为0.05 m的热绝缘体，侧面损失被忽略，并且PVT空气收集器被移除。该装置的尺寸为0.8 m（长）、1.0 m（宽）和0.7 m（高）。表3中给出了用于计算室内空气温度和太阳能电池温度的各种设计参数。实验装置朝东和朝南的视图如图所示。9.第九条。在N1 = 0的典型晴天条件下，测量了太阳辐射强度、环境温度（Ta）、室内空气温度（Tr）、太阳电池温度（Tcon 16th September2016 at New Delhi，India from 7：00 to 17：00 h.九月太阳辐射强度及环境温度的逐时变化如图所示。 10个。室内空气温度（Tr）和太阳能电池温度（Tc）的理论结果（Th）和实验值（Ex）已在图1中给出。 十一岁已经观察到，室内空气温度和太阳能电池温度的理论值和实验值之间具有相当的一致性，相关系数（r）等于0.97，通过使用以下等式[30]计算。NPXY-PXPYR图图7c和图7d示出了热有效能的小时变化，地板和PV模块温度，并且已经观察到，<$qNPX2-Xi 2qNPY2-Yi2ð15Þ我我换气次数对地板热火用的影响显著，而对光伏组件热火用的影响较小。温度在图6中绘制的Tf已被用于计算热有效能的每小时变化，其影响是从地板到室内空气的空气变化的数量，使用方程： （11a），如图7c所示。值得注意的是，随着换气次数的增加，从地板到房间空气的热有效能降低。图7e给出了房间1内总热有效能的小时变化图7 f中通过使用等式7a示出了以W/m2为单位的照明的每小时变化（12a）。这也等同于人工日光照明，并被视为Petala[15]指出的有效能。光照度仅取决于光伏组件的封装系数，并且应尽可能小，因为它影响系统来自太阳能电池的电容功率BiSPVT系统的总小时和日有效能已在图1A和1B中示出。图8a和图8b分别示出，并且可以看出，与热有效能相比，电力和照明功率占主导地位，并且此外，空气交换次数对总有效能有边际影响。有无排气口对总热（火用）影响不大.从图8b中可以看出，由于系统中分别有和没有排气口，从N1 = 0到N1此外，热效率和火用效率已使用方程计算。（9）、（11 a）、（11 c）、（11 d）、（12 a）、（13 a）、（13 b）和（14）。6. 实验验证Tiwari等人[30]对用于实验验证的拟议系统进行了简要描述。在本案中，r> 0表示正线性关系;r 0表示负线性关系。线性关系和r = 0表示两个变量之间没有线性关系。表3采用各种设计参数对室内空气温度和太阳能电池温度进行了计算，并进行了实验验证。参数值面积1.266平方米Am 1.3264 m21.3264平方米h0 5.7 W/m2 Khc 2.8 W/m2 Khi 2.8 W/m2 Khir1 2.8 W/m2 Kkg 0.9 W/m KkR 0.67 W/m K长0.003米长、宽0.6米Ma 6.72公斤V 5.6 m3ac0.9aR0.4b0.89b00.0045/°Cg00.15q空气1.2 kg/m3Sg0.9屋顶倾角30°N. Gupta等人 /工程科学与技术国际期刊20（2017）41-5049（b）第（1）款图9.第九条。实验设置（a）朝东和（b）朝南。10008006004002000403530252015105013579 11 13 15 17 19 21 23 25时间（小时）I（t）Tab. 发现随着每小时换气次数从0增加到4，峰值室内空气温度和地板温度分别下降22.5 °C和18.98 °C。c. 室内空气温度峰值下降22.5°C，地板温度提高18.98 °C，每小时换气次数增加。d. 对理论模型进行了实验验证，相关系数r = 0.97。确认N. 古普塔想借此机会表达我的亲发现感谢和深切的敬意，我的朋友和家人，'' Pooja Saxena，Ashish Gupta，Abhishek Aggarwal '谁耐心地作者也想给他们的图10个。印度新德里9月典型日太阳强度I（t）和环境空气温度Ta的小时变化120110100908070605040307 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17时间（小时）Tr（N1=0）、Th Tc（N1=0）、Th Tr（N1=0）、Ex Tc（N1=0）、Ex图十一岁理论模型的室内空气温度（Tr，Th）、实验装置的室内空气温度（Tr，Ex）、理论模型的太阳能电池温度（Tc，Th）和实验装置的太阳能电池温度（Tc，Ex）的小时变化7. 结论根据本研究，得出以下结论：a.当换气次数从0次增加到4次时，日热能、日热（火用）和总热（火用）分别增加26.81%、6.28%和1.15%。衷心感谢Rohit Tripathi和Sumit Tiwari的帮助在数据收集和实验设置中，没有这些，这项研究将是不完整的。引用[1] B. Agrawal，G.N.Tiwari，建筑集成光伏热系统，英国皇家化学学会，2011年。[2] N. Gupta，G.N.Tiwari，建筑物被动加热/冷却系统的回顾Eng.（September2016），http://dx.doi.org/10.1002/ese3.129.[3] J. Yazdanpanahi，F. Sarhaddi，M.M.张文，基于火用损失的太阳能光伏集热器火用效率的实验研究。 能源118（2015）197-208。[4] M. Hedayatizadeh，F.Sarhaddi，A.Safavinejad，F.Ranjbar，H.Chaji，基于火用损失的双通道/釉面V型波纹板太阳能空气加热器的效率优化，能源94（2016）799-810。[5] I. Ceylan，A.E. Gürel，一种新设计的光伏和热（PV/T）系统的动力学分析，环境。Prog.可持续能源34（4）（2015）1249- 1253。[6] S. Dubey，G. Sandhu，G. Tiwari，PV/T混合空气集热器电效率的解析表达式，应用。 能源86（2009）697-705。[7] H.托里奥阿Angelottib，D. Schmidta，建筑物可再生能源气候系统的（火用）分析：评论，能源建设。41（2009）248-271。[8] E. Saloux，A. Teysedou，M.索林，光伏（PV）和光伏/热（PV/T）系统的分析使用（火用）方法，能源建设。67（2013）272-285。[9] A.乔希岛丁塞尔湾Reddy，光伏系统的热力学评估，溶胶。能源83（2009）1139-1149。[10] A.沙欣岛丁塞尔，M。罗森，太阳能光伏电池系统的热力学分析，溶胶。能量材料Sol.Cells 91（2007）153-159.[11] K.瓦茨湾Tiwari，建筑一体化透明光伏热（BISPVT）系统的能量和火用分析，应用。能 源 96（2012）409-416。[12] G.A. Dávi，E.卡马诺-马丁河Rüther，J. Solano，巴西采用并网光伏系统的净加能源住宅建筑的能源性能评估，能源与建筑120（2016）19-29。[13] S. Baljit，H.- Y.陈，K.陈晓，太阳能光热系统在建筑中的综合应用，北京：北京科技大学出版社。 清洁剂 生产 137（2016）677-689。PV模块PV模块Thermocol片材面向东（Thermocol片材朝南太阳能强度（W/m2）温度（摄氏度）环境温度（摄氏度）北纬50度 古普塔等 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 20（2017）41[14] A.S.乔希岛Dincer，B. V. Reddy，光伏系统的性能分析：综述，可再生可持续能源Rev.13（8）（2009年10月）1884- 1897。[15] R. Petela ， Exergy of undiluted thermal radiation ， Sol. 能 源 74 （ 2003 ） 469-488。[16] T.T. Chow，K.F.Fong，W.他，Z。Lin，A.L.S.陈先生，应用于香港办公大楼之光伏通风窗之性能评估，能源建筑。39（6）（2007年6月）643-650。[17] D.H. Li，T.N. Lam，W.W. Chan，A.H.麦，办公建筑半透明光伏的能源和成本分析，应用能源86（5）（2009）722- 729。[18] O. Zogou，H. Stapountzis，希腊中部办公楼集成光伏板改进概念的能源分析，应用能源88（3）（2011年3月）853-866。[19] C. Aravind，M. Al-Atabi，J. Ravishankar，A. Malik，Arkar，E. Ambikairajah，通过光伏技术实现生态旅游可持续性：全面审查，J。Sci. 8（6）（2013）654-669。[20] D.F.A. Riza，S.I.U.H. Gilani，M.S.利用设计空间法优化独立光伏系统尺寸：住宅照明负载的案例研究，J。 Eng. Sci. Technol. 10（7）（2015）943-957。[21] M. Farshchimonfared，J. Bilbao，A. Sproul，典型住宅建筑光热（PV/T）空气系统的完全优化和灵敏度分析，Sol。能源136（2016）15-22。[22] K. Mainzer，K.法特河McKenna，J. Stengel，W. Fichtner，F.Schultmann，德国住宅屋顶安装光伏系统技术潜力的高分辨率测定，Sol。能源105（2014）715-731。[23] M. Ordenes，D. Marinoski，P. Braun，R. Ther，建筑一体化的photoprophics对巴西多户住宅的能源需求的 影 响 ，能源建设。39（2007）629-642。[24] K. Vats，V. Tomar，G.N. Tiwari，填充因子对具有空气管道的建筑集成透明光伏热（BISPVT）系统性能的影响，能源建设。 53（2012）159-165。[25] Y. Chen
