在能源危机和环境污染的双重压力下,研究开发新能源以解决未来人类对能源的需求已迫在眉睫。其中,太阳能光伏直接利用地球上主要的可再生能源——太阳能,能够直接,无声的产生清洁电力,被世界公认为当前最有发展前景的新能源技术。近年来,太阳能光伏电池板也越来越多地被整合到建筑围护结构中,作为建筑围护结构的一部分不仅可以创造清洁的电力,而且在冬季能够起到保温作用。通常光伏幕墙与建筑外墙之间留有空腔,空腔的几何结构不仅影响光伏电池的发电效率及使用寿命,而且关系到建筑围护结构得热量多少,进而影响建筑空调负荷。本文以沈阳地区为例,就光伏幕墙中空腔自然通风外循环散热及自然通风内循环取热的形式对光伏-墙体(PV-Wall)进行CFD模拟,分析在不同空腔高度和宽度下光伏电池板、建筑墙体外表面及空腔内空气温度分布特点,及出风口空气的平均流速及自然通风量等参数的变化。另外,在综合考虑光伏电池板发电效率、外循环自然通风散热能力及内循环取热量等指标后,确定合理的通风空腔几何结构。光伏幕墙和空腔的存在改变了传统建筑外墙的传热方式,一方面阻挡了建筑外墙接受太阳辐射得热,另一方面也阻挡了建筑外墙与外界环境的对流和辐射换热。为了分析光伏幕墙和空腔对建筑能耗的影响,分别建立普通办公建筑模型及同一办公建筑南墙外侧铺设光伏板的光伏办公建筑模型。在构建光伏建筑模型时,夏季采用通风空腔自然通风散热的形式,考虑到沈阳地区冬季室外气温较低,空腔内循环取热方式不易实现,所以在冬季采用了封闭空腔被动保温的形式。应用Energy Plus能耗模拟软件,对普通办公建筑和带有空腔的光伏办公建筑进行能耗模拟,分析光伏幕墙+空腔的结构对墙体外表面温度及室内冷、热负荷的影响。采用单晶硅材料作为该光伏幕墙的电池组件,在光伏发电量模拟过程中,利用单晶硅电池转化效率随温度变化而变化的特点计算了光伏幕墙的冬、夏典型日光伏发电量,并输出了年光伏幕墙发电量。最后基于建立的办公建筑研究模型,对光伏幕墙能够带来的综合效益进行分析,得到建立光伏幕墙的投资回收期为9.56年,光伏组件寿命周期一般为25年,具有投资价值;对于建筑使用者来说光伏幕墙的存在使其年采暖空调费用节约1023.21元,经济性可观;在寿命周期内,光伏幕墙发电相比常规火力发电能够减少CO2、SO2、NOx排放量约394.50t、3.50t、1.00t,具有显著的节能减排效益。