本文将光伏百叶和传统的双层玻璃窗有效结合,提出了一种新型的光伏百叶窗(PV-Blinds);介绍了PV-Blinds的结构和功能,建立了PV-Blinds的EnergyPlus模型和Ladybug&Honeybee模型,分别用来模拟分析PV-Blinds对建筑综合能耗和自然采光性能的影响;提出了一种利用EnergyPlus模拟PV-Blinds综合能效性能的方法以及两种不同的光伏百叶角度控制策略,即不产生眩光条件下光伏发电量最大控制策略(控制策略1)和消除光伏百叶之间遮挡同时不产生眩光条件下光伏发电量最大控制策略(控制策略4),并与其他研究中的两种控制策略,即基于太阳剖面角光伏发电量最大控制策略(控制策略2)和消除光伏百叶之间遮挡控制策略(控制策略3),进行了综合能效性能和自然采光性能的对比分析。根据PV-Blinds上下可开启窗的开启程度,可以得到3种不同的通风模式,即自然通风模式、浮力驱动通风模式和不通风模式。分析了在这3种不同通风模式下PV-Blinds对建筑综合能耗的影响,进一步优化了夏热冬冷地区长沙每月最佳通风模式。为了明确PV-Blinds在建筑上的应用潜力,将PV-Blinds与常见的两种光伏窗,即通风型非晶硅光伏窗(PV-DSF)和中空型非晶硅光伏窗(PV-IGU)进行了比较。本文得出的主要结论如下:通过比较4种不同控制策略下PV-Blinds对夏热冬冷地区长沙建筑综合能耗的影响,结果发现,4种不同控制策略下建筑的空调能耗差异不大,其中制冷能耗分别为148.74kWh、148.10kWh、148.24kWh、149.88kWh,供热能耗分别为99.67kWh,101.38kWh,99.53kWh,98.47kWh,风机能耗分别为32.12kWh、32.09kWh、31.88kWh、32.14kWh。控制策略4的照明能耗最小,为66.74kWh,比控制策略1、控制策略2和控制策略3的照明能耗分别低20.88%、36.39%、23.88%。4种不同控制策略下光伏发电量分别为317.68kWh、293.20kWh、258.61kWh、283.34kWh。就全年净能耗而言,从高到低依次是控制策略3、控制策略2、控制策略4、控制策略1,分别为308.87kWh、293.45kWh、264.04kWh、247.35kWh。由于控制策略4不仅考虑了光伏百叶之间不产生遮挡,而且考虑了室内不产生眩光同时在这两种条件下光伏发电量最大,因此相比其他控制策略具有更好的实用价值。为了分析4种不同控制策略下PV-Blinds对夏热冬冷地区长沙室内自然采光性能的影响,利用自然采光时间百分比(DA)和眩光可能性(DGP)分析比较了室内的自然采光效果。结果发现,在该PV-Blinds的尺寸和位置下,控制策略1的DA值为10%~60%,控制策略2的DA值为10%~50%,控制策略3的DA值为30%~70%,控制策略4的DA值为50%~90%,同时4种控制策略下室内DGP均小于0.35,属于不可感知眩光,可见控制策略4下的PV-Blinds具有最优的自然采光性能。对3种不同通风模式下PV-Blinds对夏热冬冷地区长沙建筑综合能耗的影响进行了对比。结果表明,就制冷能耗而言,自然通风模式下最低,为134.60kWh,相较于热压通风模式和不通风模式分别减少了3.80%和10.19%。就供热能耗而言,不通风模式下PV-Blinds的供热能耗相比在自然通风模式和浮力驱动通风模式下分别减少了24.58%和18.42%。在自然通风模式、浮力驱动通风模式和不通风模式下PV-Blinds的全年光伏发电量分别为290.42 kWh、288.14kWh和283.34kWh,其单位面积全年发电量分别为145.21kWh/m~2、144.07kWh/m~2、141.67kWh/m~2。就全年净能耗而言,和自然通风模式、浮力驱动模式相比,不通风模式下PV-Blinds全年分别可节省电量9.83kWh和7.29 kWh,可见在长沙地区,当PV-Blinds的空气腔间隔为100mm时,全年最佳通风模式为不通风模式。进一步分析了每月的最佳通风模式,结果发现,在1月,2月,3月,11月和12月采用不通风模式,其余月份采用自然通风模式可以使全年建筑净能耗达到最小。模拟分析自然通风模式下PV-Blinds、自然通风模式下PV-DSF以及PV-IGU对夏热冬冷地区长沙建筑综合能耗的影响可以得出,就制冷能耗而言,相较于PV-DSF和PV-IGU,PV-Blinds分别可减少制冷能耗5.32%和17.78%。就供热能耗而言,PV-IGU的供热能耗比PV-Blinds和PV-DSF分别低47.25%和37.88%。就照明能耗而言,PV-Blinds的照明能耗比PV-DSF和PV-IGU的照明能耗分别低63.88%和65.68%。就光伏发电量而言,由于光伏电池材料的差异,PV-Blinds的光伏发电量明显高于PV-DSF和PV-IGU的光伏发电量,三者单位面积全年光伏发电量分别为145.21kWh/m~2、27.26 kWh/m~2、44.65kWh/m~2。通过比较这3种光伏窗全年净能耗,可以发现PV-Blinds比PV-DSF和PV-IGU可分别节能54.94%和50.32%,可见,本文提出的PV-Blinds具有更好的节能潜力。