基于建筑光伏一体化的区域能源综合利用系统及运维方法

技术领域

本发明属于区域能源一体化利用领域，尤其涉及一种基于建筑光伏一体化的区域能源综合利用系统及运维方法。

背景技术

现有建筑光伏一体化系统在建筑立面、屋顶的型式相对单一，适用性偏差，且光伏组件在夏季高温环境下工作温度偏高，光电转化效率低下，而目前缺乏有效的温度控制措施，使得既有降温措施吸收的热量直接排入环境，导致能量浪费。针对上述问题，本发明提出了新型建筑光伏一体化系统，具备光伏组件温度控制、通风方式自动切换等功能，同时配套能量综合利用系统、指标及方法，能够对回收的热量进行综合利用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于建筑光伏一体化的区域能源综合利用系统及运维方法，通过创新建筑光伏一体化结构型式、降温方式、能源综合利用系统等，有效解决了目前建筑光伏一体化光电转化效率低、能源综合利用率低等问题。

本发明通过以下技术手段实现上述技术目的。

一种基于建筑光伏一体化的区域能源综合利用系统，包括建筑立面光伏一体化系统、屋顶光伏一体化系统、能量综合利用系统，建筑立面光伏一体化系统包括钢板式建筑立面光伏一体化结构、角钢式建筑立面光伏一体化结构、桁架式建筑立面光伏一体化结构三种型式；能量综合利用系统基于集控平台将建筑立面光伏一体化系统、屋顶光伏一体化系统与储能系统、制冷系统、制热系统结合，回收利用光伏余电、余热；能量综合利用系统还包括布置在建筑立面光伏一体化系统及屋顶光伏一体化系统的光伏组件上的多个温度传感器，温度传感器监测光伏组件温度数据并传递至集控平台，集控平台进行数据分析，并据此控制建筑立面光伏一体化系统、屋顶光伏一体化系统中的变频风机启动，进行机械通风。

进一步地，所述钢板式建筑立面光伏一体化结构包括底部钢板，底部钢板上安装有多根竖向钢板，每块竖向钢板的一面均沿其高度方向布置有多根支撑杆，竖向钢板一侧根据光伏组件铺设角度需求进行切削；支撑杆内部螺纹连接有连接件A，连接件A一端通过膨胀螺栓结构与墙面固定，另一端通过接驳爪安装光伏组件。

进一步地，位于所述底部钢板一端的竖向钢板的上部开设有出风口、底部钢板另一端的竖向钢板的下部开设有进风口，其余竖向钢板的上部和下部均开设有通风口，进风口处通过风管与变频风机连接；

钢板式建筑立面光伏一体化结构还包括底部进气通道A、顶部排气通道A；底部进气通道A包括转动安装在竖向钢板下部之间的转动轴，转动轴一端通过传动部件与电机A动力输出端连接，相邻竖向钢板之间的转动轴上均安装有底部竖向封闭板，顶部排气通道A包括由液压杆控制启闭的自滑移水平封闭板，自滑移水平封闭板安装在移动槽中，移动槽两端分别与墙面、顶部竖向封闭板固定；底部竖向封闭板处于竖向位置且自滑移水平封闭板关闭时，自然通风模式关闭，底部竖向封闭板处于水平位置且自滑移水平封闭板打开时，自然通风模式打开。

进一步地，所述自滑移水平封闭板为多层叶片结构，除了顶层的叶片仅在下部设置凸起以外，其余叶片均在上部设置凹槽A且在下部设置凸起，相邻层叶片之间通过凹槽A和凸起嵌固定位；除了顶层的叶片两端固定安装在移动槽中，其余叶片两端均活动安装在移动槽中，移动槽的槽高与自滑移水平封闭板整体高度相等；除了底层的叶片以外，其余叶片下部均设置有凹槽B，除了顶层叶片以外，其余叶片上部均设置有与凹槽B相配合的倒梯形带动块；液压杆一端固定在墙面上，另一端与自滑移水平封闭板底层的叶片相连。

进一步地，所述角钢式建筑立面光伏一体化结构包括角钢，角钢一面贴近墙面并通过膨胀螺栓与墙面固定，另一面垂直于墙面，远离墙面的角钢的一条侧边根据光伏组件所需铺设角度进行切削；每根角钢的同一高度位置处设置有两个连接件B，两个连接件B分别位于角钢两侧，并通过螺栓与角钢固定，连接件B为F型结构，包括与角钢固定的底板，底板一端连接有顶板B，顶板B上形成有两个用于放置光伏组件的槽口，槽口的下板与角钢顶面齐平。

进一步地，所述角钢式建筑立面光伏一体化结构还包括底部进气通道B、顶部排气通道B；底部进气通道B包括固定在角钢下部的钢框架，钢框架一侧开设有进风口，该进风口通过风管与变频风机连接，钢框架前部开设有多个孔洞作为自然通风进气孔；钢框架顶部安装有封闭板，封闭板顶部与角钢底层的连接件B连接；

钢框架内还固定有推拉杆，推拉杆末端设置有锯齿，锯齿与传动杆一端的齿轮啮合，传动杆另一端通过传动部件与电机B连接；推拉杆上还设置有多个T型滑轮，T型滑轮滑动安装在T型轨道内，L型卡件一端与推拉杆侧面固定，另一端嵌入对应风门的凹槽内，风门数量与自然通风进气孔数量一致；顶部排气通道B的结构型式与底部进气通道B相同。

进一步地，所述桁架式建筑立面光伏一体化结构包括通过膨胀螺栓固定于地面、墙面、屋面檐口上的预埋钢板，预埋钢板之间安装有由多段钢管组成的桁架结构，桁架结构内形成有多个三角形；桁架结构上安装有连接件C，光伏组件通过连接件C安装在桁架式建筑立面光伏一体化结构上。

进一步地，所述屋顶光伏一体化系统包括自顶升固定装置，自顶升固定装置基于光伏组件尺寸进行平面布设，布设在屋面上，一块光伏组件由四个自顶升固定装置承载；自顶升固定装置包括与屋面固定的连接底板，连接底板上安装有弹簧仓，弹簧仓内放置有成组的用于支撑升降板并提供升降空间的弹簧，弹簧仓四周布设有多个液压顶升杆成组的弹簧上安装有升降板，升降板与转动仓焊接连接，转动仓中放置有转动球，转动球部安装有连接板，连接板通过十字形卡件及螺栓与光伏组件固定。

一种上述基于建筑光伏一体化的区域能源综合利用系统的运维方法，包括如下过程：

首先进行变频风机选型，并将选择的变频风机与建筑立面光伏一体化系统对接；然后根据不同季节情况，基于集控平台控制对光伏组件进行运维处理：

在寒冷季节，通过电动装置控制建筑立面光伏一体化系统中各自然通风口封闭，光伏组件内部形成封闭的空气保温隔层，对墙体起到保温隔热作用，降低建筑维护结构能耗；在炎热季节，通过电动装置控制建筑立面光伏一体化系统中各自然通风口打开，利用烟囱效应对光伏组件进行自然对流及散热；若集控平台基于温度传感器监测数据判断出光伏组件工作温度过高，则基于PLC进行光伏组件温度控制，具体控制原理如下：

温度传感器将温度信号实时传输至集控平台，集控平台基于预先设置的光伏组件的最佳工作温度数据，自动分析当前的工作温度是否大于最佳工作温度，若当前的工作温度小于等于最佳工作温度，则变频风机不动作，否则开启变频风机，并且进一步判断室外环境温度是否大于最佳工作温度，若室外环境温度大于最佳工作温度，则开启制冷机组通向光伏组件的通路，通过换热器对空气进行冷却，直至当前的工作温度降低至最佳工作温度，然后关闭变频风机或降低变频风机运行功率；

在光伏发电上网的枢纽逆变器端设置发电量采集器，用以监测光伏组件发电量；在建筑立面光伏一体化系统的机械通风出口设置温度传感器、流量传感器，用以监测光伏组件产生的余热，并将相关参数采集纳入BA系统；BA系统集成可视化展示及能源管理功能；可视化展示模块，用于搭建光伏运维BIM模型，集成BIM轻量化技术实现运维信息高效传输与展示；对光伏组件进行编号，制定“位置信息+属性信息”编码规则，其中位置信息采用横向排序+竖向排序型式，实现实物信息与建筑信息对应，BIM模型与温度传感器传递的温度信号动态关联，将温度数据存储于BIM模型属性中，并通过不同的颜色进行显示，实现运维过程的可视化，对于温度超标位置进行预警，提示运维人员的手动控制；能源管理模块，用于对各项参数进行实时监测和统计，包括对光伏组件的发电量、余热量进行周期性统计，对市电、其他分布式能源的补充量进行监测，对储能量、发热量、制冷量数据进行统计，基于统计数据实时计算并展示能效数值。

进一步地，所述变频风机的选型方法如下：

基于最不利工况，针对变频风机最不利冷却回路进行流量计算：

式中：

其中，对于

式中：

针对最不利工况，针对变频风机所在最不利冷却回路进行阻力计算：

式中，

确定流量

进一步地，所述光伏组件运维过程中，在集控平台的综合管控下，将建筑立面光伏一体化系统、屋顶光伏一体化系统与外部储能系统、制冷系统、制热系统相结合，并且通过综合能效指标体系评价建筑立面光伏一体化系统、屋顶光伏一体化系统与外部系统组成区域能源综合利用系统后的能效水平，据此对区域能源综合利用系统的组成进行筛选及优化。

本发明具有如下有益效果：

本发明针对建筑立面、屋顶，形成了适用于不同场景的多种建筑光伏一体化结构型式，基于环境温度与工作温度相对大小选择自然通风或机械通风方式以最大限度降低能源消耗，基于风门自动启闭装置实现自然通风与机械通风的自动切换；通过对光伏组件进行温度控制提高光电转化效率，基于太阳高度角对自顶升固定装置进行调整提高光伏组件的阳光利用率；通过对光伏组件余热、余电进行综合利用，并结合市电及其他分布式能源形成区域能源系统，有效提高了能源利用效率。

附图说明

图1为本发明所述钢板式建筑立面光伏一体化结构示意图；

图2为本发明所述底部进气通道A结构示意图；

图3为本发明所述顶部排气通道A结构示意图；

图4为本发明所述自滑移水平封闭板结构示意图；

图5为本发明所述连接件A结构示意图；

图6为本发明所述角钢式建筑立面光伏一体化结构示意图；

图7为本发明所述连接件B结构示意图；

图8为本发明所述推拉杆与风门安装示意图；

图9为本发明所述风门与L型卡件安装示意图；

图10为本发明所述桁架式建筑立面光伏一体化结构示意图；

图11为本发明所述屋顶光伏一体化系统结构示意图；

图12为本发明所述自顶升固定装置示意图；

图13为本发明所述能量综合利用系统工作原理图；

图14为本发明所光伏组件温度控制策略流程图。

图中：1-钢板式建筑立面光伏一体化结构；101-竖向钢板；102-支撑杆；103-连接件A；1031-接驳爪；1032-十字形卡槽；104-底部钢板；105-底部竖向封闭板；106-电机A；107-液压杆；108-转动轴；109-顶部竖向封闭板；110-自滑移水平封闭板；111-移动槽；112-倒梯形带动块；2-角钢式建筑立面光伏一体化结构；201-角钢；202-连接件B；203-左侧板；204-右侧板；205-前侧板；206-顶板A；207-封闭板；208-风门；209-推拉杆；210-横杆；211-T型滑轮；212-T型轨道；213-L型卡件；214-电机B；215-传动杆；216-第四支撑杆；217-齿轮；3-桁架式建筑立面光伏一体化结构；301-预埋钢板；302-桁架结构；303-连接件C；4-自顶升固定装置；401-连接底板；402-弹簧仓；403-十字形卡件；404-液压顶升杆；405-升降板；406-转动仓；407-转动球；408-连接板。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明所述基于建筑光伏一体化的区域能源综合利用系统，包括建筑立面光伏一体化系统、屋顶光伏一体化系统、能量综合利用系统。

建筑立面光伏一体化系统包括钢板式建筑立面光伏一体化结构1、角钢式建筑立面光伏一体化结构2、桁架式建筑立面光伏一体化结构3三种型式。实际应用中根据不同的场景需求选择不同的结构型式即可，一般一个建筑墙面宜采用一种结构型式；其中，钢板式、角钢式适用于自然通风与机械通风相结合的场景，适用范围更为广泛，可以实现光伏组件工作温度处于最佳工作温度，并作为区域能源系统的基础型式，提高区域能源系统的综合利用率；桁架式仅适用于自然通风场景，宜用于夏热冬冷地区、夏热冬暖地区及温和地区，不宜用于严寒、寒冷地区。

如图1所示，钢板式建筑立面光伏一体化结构1，包括竖向钢板101、支撑杆102、连接件A103、底部钢板104、自动启闭结构、光伏组件。

支撑杆102为钢管结构，内部设置有内螺纹；竖向钢板101与支撑杆102为一体式结构，若干根支撑杆102横向布置且沿竖向钢板101高度方向间隔均匀设置在竖向钢板101一面，二者通过焊接连接，在工厂进行预制。竖向钢板101一侧根据光伏组件最佳铺设角度（保证后续安装完成的光伏组件与太阳之间的入射角最大）进行切削；竖向钢板101下部与底部钢板104焊接固定，每块底部钢板104上根据实际铺设需求焊接有若干根竖向钢板101，底部钢板104可以通过膨胀螺栓固定于地面上。

如图1、2、5所示，竖向钢板101侧边安装有连接件A103，其通过连接件A103固定于墙面上，且每个连接件A103超出竖向钢板101的长度保持一致，以便安装完成后的光伏组件坡度与竖向钢板101侧面坡度保持一致；连接件A103一端为膨胀螺栓结构，穿过支撑杆102后，通过旋拧膨胀螺栓能够将连接件A103固定于墙面上，进而实现竖向钢板101与墙面之间的固定，连接件A103另一端为支撑光伏组件的接驳爪1031；接驳爪1031的型式根据其所处的位置合理选择，具体地，当位于边缘时，采用二头接驳爪，当位于中间时，采用四头接驳爪，即底部和顶部一排的接驳爪1031采用二头接驳爪，其余位置采用四头接驳爪；接驳爪1031中间位置设置有用于对光伏组件进行准确定位的十字形卡槽1032，确保光伏组件连接处在同一平面上，接驳爪1031的每根爪子端部均设置有螺栓孔，用于与光伏组件的螺栓孔对齐，通过螺栓与光伏组件进行连接固定。

如图1、2、3、4所示，自动启闭结构包括底部进气通道A、顶部排气通道A。

如图1、2所示，最外侧的竖向钢板101下部开设有圆形风口且安装有风管，该风管与变频风机连接，变频风机的启停及运行频率均通过集控平台进行控制，最外侧竖向钢板101与最里侧竖向钢板101之间的竖向钢板101下部均开设有方形风口。如图1、2所示，底部进气通道A包括转动安装在竖向钢板101下部之间的转动轴108，转动轴108一端通过传动部件与电机A106动力输出端连接，相邻竖向钢板101之间的转动轴108上均安装有底部竖向封闭板105，通过电机A106带动转动轴108正转或反转，进而能够实现对底部竖向封闭板105摆动位置调节；当底部竖向封闭板105处于竖向位置时，自然进风口关闭，当底部竖向封闭板105处于水平位置时，自然进风口打开。竖向钢板101上设置有挡块，当底部竖向封闭板105运动到竖向位置处且碰到挡块时，电机A106运行功率大幅上升，电机A106自动感知并停止运行，同理，当底部竖向封闭板105运行到水平位置处且碰到挡块时电机A106自动停止运行。

如图1、3、4所示，最里侧竖向钢板101上部开设有圆形风口且安装有风管，最里侧竖向钢板101与最外侧竖向钢板101之间的竖向钢板101上部均开设有方形风口。如图1、3、4所示，顶部排气通道A包括自滑移水平封闭板110、顶部竖向封闭板109；自滑移水平封闭板110为多层叶片结构，除最顶部的叶片仅在下部设置凸起以外，其余叶片均在上部设置有凹槽A，在下部设置有凸起，相邻层叶片之间通过凹槽A凸起相互嵌固定位；除最顶部的叶片两端固定安装在移动槽111中，其余叶片两端均活动安装在移动槽111中，移动槽111的槽高与自滑移水平封闭板110整体高度相等。自滑移水平封闭板110中，除了最底部的叶片以外，其余叶片下部均设置有凹槽B，除了最顶部的叶片以外，其余叶片上部均设置有与凹槽B相配合的倒梯形带动块112。墙面上设置有液压杆107，液压杆107一端固定在墙面上，另一端与自滑移水平封闭板110最底部的叶片相连；当液压杆107做伸出或收缩运动时，倒梯形带动块112能够与对应的凹槽B配合，依次带动各层叶片在移动槽111中运动，进而实现自滑移水平封闭板110的启闭；所述液压杆107采用计算机集成控制进行统一动作。移动槽111两端分别与墙面、顶部竖向封闭板109焊接固定，顶部竖向封闭板109位于顶部排气通道A前侧，与移动槽111端部焊接固定。

针对钢板式建筑立面光伏一体化结构1，采用自然通风时，底部竖向封闭板105和自滑移水平封闭板110打开，空气基于烟囱效应实现自然流动；采用机械通风时，底部竖向封闭板105和自滑移水平封闭板110打开，变频风机启动，不同气流通道形成并联环路，实现了流动阻力及空气流量相等。

与钢板式建筑立面光伏一体化结构1相配合安装的光伏组件采用整体模块型式，光伏组件对边缘进行封闭，四角开有螺栓孔，通过螺栓安装于接驳爪1031上，从下向上依次安装；光伏组件电缆之间通过快速接头进行连接，电缆布设方向沿着空气流道方向，并且在墙面上安装有光照强度检测装置，对光照强度进行检测，并传输至集控平台。

角钢式建筑立面光伏一体化结构2包括角钢式支撑导流结构、自动封闭结构、光伏组件。如图6所示，角钢式支撑导流结构包括角钢201、连接件B202；角钢201作为光伏组件的整体生根媒介，一面贴近墙面并通过膨胀螺栓与墙面固定，另一面垂直于墙面，作为连接件B202的支撑；角钢201通过工厂进行预制，远离墙面的角钢201的一条侧边根据光伏组件最佳铺设角度进行切削，以提高后续光伏组件安装后的采光面，同时在光伏组件安装完毕后，形成导流结构，利用烟囱效应实现空气自然流通。

如图6、7所示，每根角钢201上沿高度方向设置有若干连接件B202，且每根角钢201的同一高度位置处设置有两个连接件B202，两个连接件B202分别位于角钢201两侧，并通过螺栓与角钢201固定。如图5、6所示，连接件B202为F型结构，包括底板、顶板B、加强板，底板与顶板B为一体化结构，底板和顶板B之间设置有加强板，用于增强连接件B202的刚度；底板上开设有螺孔，便于通过螺栓与角钢201固定；顶板B上形成有两个槽口，用于放置光伏组件，槽口尺寸根据光伏组件的厚度和边长确定，保证光伏组件刚好能够嵌入槽口中；槽口的下板与角钢201顶面齐平，以保证光伏组件安装到位后角钢201顶面不产生漏风现象，同时为保证光伏组件的稳定性，槽口的长度宜取光伏组件边长的1/10～1/15，光伏组件嵌入后通过硅酮胶进行密封。

如图6、8、9所示，自动封闭结构包括底部进气通道B、顶部排气通道B。

如图6、8、9所示，底部进气通道B包括左侧板203、右侧板204、前侧板205、顶板A206、封闭板207、风门208、推拉杆209。左侧板203、右侧板204、前侧板205、顶板A206之间采用焊接连接形成整体框架，该框架焊接固定在角钢201上；右侧板204上开有机械通风进气孔，并且连接有风管，该风管与变频风机连接，变频风机的启停及运行频率均通过集控平台进行控制，变频风机的选型与钢板式建筑立面光伏一体化结构1相同；前侧板205上开有孔洞，作为自然通风进气孔；封闭板207位于顶板A206之上，其底部与顶板A206焊接固定，顶部与最底层的连接件B202嵌固，避免空气从此处溢出。

推拉杆209末端设置有锯齿，并通过固定于墙面上的三个横杆210提供支撑，推拉杆209上还设置有多个T型滑轮211，T型滑轮211能够在T型轨道212内运动，T型轨道212安装在顶板A206下方，推拉杆209侧面设置有多个L型卡件213，L型卡件213一端与推拉杆209侧面焊接固定，另一端嵌入对应风门208的凹槽内，风门208数量与自然通风进气孔数量保持一致。传动杆215嵌套在固定于墙面的第四支撑杆216上，传动杆215一端固定有齿轮217，齿轮217与推拉杆209末端锯齿结构啮合，传动杆215另一端通过皮带轮、皮带组成的传动部件与电机B214动力输出端连接，电机B214置于顶板A206上，通过电机B214正转、反转能够实现对推拉杆209的前后移动控制，进而由推拉杆209带动风门208前后运动，实现风门208的关闭或开启。顶部排气通道B的结构型式与底部进气通道B相同，此处不再赘述。自然通风时，基于无线通信通过集控平台联动控制顶部和底部的电机B214工作，即可实现风门208同时开启，采用自然对流方式降温；机械通风时，则联动控制顶部和底部的电机B214工作，令风门208同时关闭，通过变频风机产生空气流动的动力，令空气在固定的流道中流动，进行降温。

与角钢式建筑立面光伏一体化结构2相配合安装的光伏组件采用整体模块结构，无需设置螺栓孔，直接将光伏组件的四个角分别嵌于四个连接件B202的槽口中，即可实现固定。

如图10所示，桁架式建筑立面光伏一体化结构3包括预埋钢板301，预埋钢板301通过膨胀螺栓分别固定于地面、墙面和屋面的檐口上，预埋钢板301之间安装有由若干段钢管组成的桁架结构302，桁架结构302内形成有若干三角形以提高整体稳定性，并且整体更为轻便，刚度好；桁架结构302上安装有连接件C303，连接件C303与钢板式建筑立面光伏一体化结构1的连接件A103结构相同，光伏组件通过连接件C303安装固定在桁架式建筑立面光伏一体化结构3上，适用于自然通风场景。

如图11、12所示，屋顶光伏一体化系统包括自顶升固定装置4，其基于光伏组件尺寸进行平面布设，布设在屋面上，保证一块光伏组件由四个自顶升固定装置4承载。自顶升固定装置4包括连接底板401、弹簧仓402、弹簧、液压顶升杆404、升降板405、转动仓406、转动球407、连接板408、十字形卡件403、连接螺栓。连接底板401与弹簧仓402为一体结构，连接底板401上开有螺栓孔，通过膨胀螺栓与屋面进行固定；弹簧仓402内放置有成组的弹簧，用于支撑升降板405并提供升降空间，同时提高光伏组件的整体稳定性；液压顶升杆404有四个，分别位于弹簧仓402四周，结合光伏组件所需安装坡度统一规划顶升高度，通过计算机集控进行控制，以尽量提高光伏组件的阳光接收面积。升降板405位于弹簧组上，与转动仓406焊接连接，转动仓406作为转动球407的容器，为转动球407的水平旋转调整提供空间；连接板408焊接固定于转动球407顶部，作为光伏组件的连接部位，其上安装有十字形卡件403及螺栓，通过螺栓与光伏组件进行连接，使得光伏组件与屋顶之间形成空气隔层，通过自然通风进行光伏组件降温。

能量综合利用系统包括集控平台、温度传感器、储能系统、制冷系统、制热系统。

基于无线通信的温度传感器安装在光伏组件上，由光伏组件自发电进行无线通信供电，与集控平台信号连接，传递监测数据。温度传感器布设位置为：鉴于气流汇合处温度最高，光伏组件受到气流及本身的热力作用，光伏组件的温度最高，因此，对于自然通风型式，在建筑立面最高处横向光伏组件上隔一布一设置温度传感器，竖向光伏组件上隔三布一设置温度传感器，对最高处横向光伏组件的温度传感器进行重点监测；对于机械通风型式，对最高处横向光伏组件的温度传感器进行重点监测，随着与出风口的距离缩短，温度传感器可适当提高布设密度。

如图13所示，在集控平台的综合管控下，建筑立面光伏一体化系统、屋顶光伏一体化系统的光伏发电首先用于受电用户，直接供给直流设备或通过变流器供给交流电用户，而余电、余热结合市电、分布式能源等，与外部储能系统、制冷系统、制热系统等相结合，能够提高能量的综合利用效率，避免能源浪费。

参照图13、14，本发明所述基于建筑光伏一体化的区域能源综合利用系统的运维方法，具体如下：

首先进行变频风机选型，并将选择的变频风机与建筑立面光伏一体化系统对接，变频风机的选型方法如下：

基于最不利工况，针对变频风机最不利冷却回路进行流量计算：

式中：

其中，对于

式中：

针对最不利工况，针对变频风机所在最不利冷却回路进行阻力计算：

式中，

确定流量

然后根据不同季节情况，基于集控平台控制对光伏组件进行运维处理：在寒冷季节，通过电动装置控制建筑立面光伏一体化系统中各进出口封闭，光伏组件内部形成封闭的空气保温隔层，对墙体起到良好的保温隔热效果，降低建筑维护结构能耗。在炎热季节，通过电动装置控制建筑立面光伏一体化系统中各进出口打开，利用烟囱效应对光伏组件进行自然对流及散热。若集控平台基于温度传感器监测数据判断出光伏组件工作温度超过设定阈值，则基于PLC进行光伏组件温度控制，具体控制原理如下：

温度传感器将温度信号实时传输至集控平台，集控平台基于预先设置的光伏组件的最佳工作温度数据，自动分析当前的工作温度是否大于最佳工作温度，若当前的工作温度小于等于最佳工作温度，则变频风机不动作，否则开启变频风机，并且进一步判断室外环境温度是否大于最佳工作温度，若室外环境温度大于最佳工作温度，则开启制冷机组通向光伏组件的通路，通过换热器对空气进行冷却，直至当前的工作温度降低至最佳工作温度，然后关闭变频风机或降低变频风机运行功率；其中，制冷机组采用溴化锂吸收式制冷机组，该机组能够利用光伏组件产生的余热，供给能量不足部分通过光伏组件产生的余电、市电或其他分布式能源补充，制冷机组产生的冷量通过换热器冷却空气，冷却后的空气通过变频风机输送至光伏组件降温。

在光伏发电上网的枢纽逆变器端设置发电量采集器，用以监测光伏组件发电量；在机械通风出口设置温度传感器、流量传感器，用以监测光伏组件产生的余热，相关参数采集纳入BA系统（即楼宇设备自控系统）。BA系统集成可视化展示及能源管理功能；可视化展示模块，用于搭建光伏运维BIM模型，集成BIM轻量化技术实现运维信息高效传输与展示；对光伏组件进行编号，制定“位置信息+属性信息”编码规则，其中位置信息采用横向排序+竖向排序型式，实现实物信息与建筑信息一一对应，BIM模型与温度传感器传递的温度信号动态关联，将温度数据存储于BIM模型属性中，并通过不同的颜色进行显示，实现运维过程的可视化，对于温度超标位置进行预警，提示运维人员的手动控制；能源管理模块，对系统组成的各项参数进行实时监测和统计，包括对光伏组件的发电量、余热量进行小时、日、周、月等周期性统计，对市电、其他分布式能源的补充量进行监测，对储能量、发热量、制冷量等数据进行统计，基于统计数据实时计算并展示能效数值

式中，

在上述光伏组件运维过程中，在集控平台的综合管控下，将建筑立面光伏一体化系统、屋顶光伏一体化系统与外部储能系统、制冷系统、制热系统等相结合，以提高能量的综合利用效率，避免能源浪费。储能系统包括机械储能、热储能、电化学储能等型式，将余电、余热转化为压缩空气势能、熔盐热能、化学能等型式，另外，产生的余热可以用于驱动制冷机组、热泵机组或者直接加热水、空气等，制冷机组、热泵、热水/热空气用于对用户进行供冷供热，也可用于对光伏组件进行温度控制，例如，通过“冷机+风机”型式在夏季高温时段对光伏组件进行降温处理，通过热泵、热水/热空气在冬季寒冷季节对建筑维护结构进行保温处理，提高建筑的舒适度。当光伏产生的余热难以满足制冷机组、热泵机组的能量需求时，通过市电及地热、中央空调回收热、区域风电等其他分布式能源进行补充。

本实施例还提出了综合能效指标体系，用以评价建筑立面光伏一体化系统、屋顶光伏一体化系统与外部系统组成后的区域能源综合利用系统的能效水平，据此对区域能源综合利用系统的组成进行筛选及优化，以实现对能源的最大化利用，避免浪费，具体的能效指标如下：

压缩空气储能指标n

熔盐储能指标n

电化学储能指标n

溴化锂吸收式制冷能效指标n

热泵制冷能效指标n

热泵制热能效指标n

直接加热水/空气能效指标n

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。