寒冷气候下建筑中空气型光伏光热（Air-PVT）系统的探索：经实验验证的能源系统建模

•实验空气PVT和实际建筑运行数据，用于能源模拟。

•空气PVT与HRV通风相结合，节省了16%的热能。

•空气PVT与DHW系统结合，能节约7%的热能。

•DHW系统的热峰值削减平均为11%，最高可达50%。

•评估了HRV霜冻形成、空气-PVT质量流及建筑选址影响。

摘要

空气光伏热电（Air-PVT）技术可视为建筑应用中的低成本可再生能源替代方案，因其同时提供热能和电力。其技术优势，如无泄漏、无冻结和安全风险，进一步强调了其在建筑集成中的实用潜力。

本研究旨在解决与北欧气候相关的一个具体且持续的研究空白：有限的经过验证的空气PVT系统在寒冷气候条件下、太阳能资源相对有限的多户住宅建筑中实际应用场景。

为此，探索了空气-PVT整合建筑的替代方法，并评估其运行效益，并与北欧气候条件下配备常规太阳能板的建筑进行比较。具体来说，通过使用TRNSYS软件包进行能源模拟，验证了Air-PVT与通风和家庭热水系统的协同效应，并通过对Air-PVT原型的实验测试测量得到验证，同时从瑞典斯德哥尔摩的一栋真实建筑收集了供暖和通风数据。编译 陈讲运

结果表明，采用Air-PVT的建筑相比标准光伏建筑，通风和家庭热水系统分别可实现16%和6.6%的热能节约。区域供热需求的热功率峰值削减在一个季节内平均为11%，在特定日期可达50%。

此外，还评估了冷气候下应用的其他关键因素，如：热回收单元中的霜冻形成、单个集热器的质量流量、集热器倾斜率以及建筑位置对空气-PVT联合建筑运行的影响。

研究结果表明，在建筑中实施Air-PVT是一种可行的能源解决方案。Air-PVT安装比普通光伏安装还能为建筑运行带来额外好处，应在能源改造中予以考虑。

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