立面BIPV系统热电耦合模型及发电潜力研究

殷浩; 刘艳峰; 周勇; 陈耀文

doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2414

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立面BIPV系统热电耦合模型及发电潜力研究

更新时间：2026-07-21

- 立面BIPV系统热电耦合模型及发电潜力研究
- 立面BIPV系统热电耦合模型及发电潜力研究
- 太阳能学报 2026年47卷第5期页码：816-824
- 作者机构：
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- DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2414
  中图分类号： TK51
- 网络首发：2026-06-04，
  
  纸质出版：2026
- 稿件说明：
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殷浩, 刘艳峰, 周勇, 等. 立面BIPV系统热电耦合模型及发电潜力研究[J]. 太阳能学报, 2026,47(5):816-824.

殷浩, 刘艳峰, 周勇, et al. 立面BIPV系统热电耦合模型及发电潜力研究[J]. 2026, 47(5): 816-824.
殷浩, 刘艳峰, 周勇, 等. 立面BIPV系统热电耦合模型及发电潜力研究[J]. 太阳能学报, 2026,47(5):816-824. DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2414.

殷浩, 刘艳峰, 周勇, et al. 立面BIPV系统热电耦合模型及发电潜力研究[J]. 2026, 47(5): 816-824. DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2414.

摘要

通过对立面建筑光伏一体化（BIPV）系统建立热电耦合模型

利用Matlab平台编写仿真程序

分析BIPV系统在不同地域的发电量规律。首先介绍立面BIPV系统的工作原理

并基于发电传热过程构建热电耦合模型

利用在陕西西安6块额定功率385 W的立面BIPV实验平台

对模拟数据和实验数据进行误差分析

模型功率预测值与实验值的RMSE为1.0357 W

MAE为0.7117 W

RE为2.7％。通过模拟不同地区的发电数据

结果显示太阳能资源丰富地区（严寒、温和地区）具有较高的年总发电量

而严寒地区虽然光照条件有限

但在冬季南向立面发电表现突出。此外

在夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区

各朝向的发电量差异较小

适合根据建筑布局灵活调整东向、西向和南向的配置

以充分挖掘各朝向的发电潜力。

Abstract

In this study

a thermoelectric coupling model was established for the facade BIPV system

and a simulation program was written using the Matlab platform to analyze the power generation patterns of the BIPV system in different regions. The research first introduces the working principle of the facade BIPV system

and constructs a thermoelectric coupling model based on the power generation and heat transfer processes. Using the facade BIPV experimental platform with six moduls rated at 385 W each Xi 'an

Shaanxi

an error analysis was conducted between the simulation data and the experimental data. The RMSE between the predicted value of the model power and the experimental value is 1.0357 W

the MAE is 0.7117 W

and the RE is 2.7 %. By simulating the power generation data in different regions

the simulation results show that the areas with abundant solar energy resources （severe cold and mild areas） have higher annual total power generation. Although the solar radiation conditions in severe cold areas are limited

power generation on the south facade is outstanding in winter. In addition

in hot summer and cold winter

hot summer and warm winter and mild areas

the difference in power generation in each orientation is small

and it is suitable to flexibly adjust the configuration in the east

west and south directions according to the building layout

so as to fully tap the power generation potential of each orientation.

关键词

Keywords

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