太阳能光伏建筑一体化BIPV教程
光伏建筑一体化上课讲义
光伏建筑一体化将光伏技术引入到建筑中全球气候变化的潜在威胁，日益增长的能源需求，化石能源不可避免的枯竭，使得人类对可再生能源的需求越来越迫切。
与此同时，建筑能耗在工业国家中已经占到了20%-30%，因此越来越需要在建筑设计中考虑能耗和环境。
传统的节能建筑考虑了隔热、采暖、通风、温室、光照设计等方面，但光伏发电主动式地产生高品位能量，与建筑完美结合，提供了一种可持续建筑的新理念。
什么是光伏建筑一体化光伏建筑一体化（BIPV）是将建筑和光伏发电结合的一种理念。
这种发电系统既能够发电，又是建筑的一部分。
BIPV系统的标准构件是光伏组件（PV Module）。
太阳光照射在太阳电池上产生光生伏打效应，产生直流电。
太阳电池连接起来并封装在不同的材料上构成组件。
组件通过电气的串并联方式连接成光伏方阵。
光伏方阵输出的直流电经过逆变器转变为交流电并入电网。
光伏组件可以通过多种方式集成到建筑中。
最简单的将光伏组件直接安装在建筑的外表，但是这只是屋顶的光伏发电。
我们认为光伏建筑一体化，需要将光伏组件融合到建筑中，成为建筑的整体结构的一部分。
当光伏组件放在建筑的背景下，将不仅仅从能量的角度考虑。
因为光伏组件的特性也可以作为多功能的建筑因素，提供电能和控制采光，使建筑引进新的设计理念。
建筑一体化的光伏组件（BIPV module）可以代替传统的建筑材料，降低光伏发电的成本。
它并不占用额外的空间，在人口稠密的城市也能使用。
它可以做到发电就地使用，减少能量运输的损耗。
电网电能的需求高时，通常恰好是用电高峰，它可以起到调节电网的作用。
设计良好的一体化系统也能够提高市场的接受程度，为业主塑造良好的社会形象，是太阳能利用的最佳形式。
光伏组件没有机械运动部件，不会对建筑结构造成问题，维护成本低。
光伏组件已经证明可以正常工作至少30年以上。
光伏组件是模块化的技术，可以根据实际需要设计光伏方阵面积。
光伏技术基本到处都是可以使用，组件也容易运输和装载。
变电站BIPV光伏建筑一体化设计
《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB 55015-2021明确规定，新建建筑应安装太阳能系统。
虽然太阳能系统不仅仅是太阳能光伏发电系统，但由于各地相继发布了新建建筑的太阳能光伏系统配置要求，变电站建筑设计光伏发电系统成为一步到位的解决方案。
BIPV or BAPV建筑光伏系统是指安装在建筑物上，利用太阳能电池的光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。
相关资料中，经常出现热门词汇——BIPV。
PV就是光伏，英语photovoltaic的缩写。
BIPV，即建筑集成光伏发电系统，指光伏发电设备作为建筑材料或构件，在建筑上应用的形式，也称光伏建筑一体化。
相对BIPV，还有一个词汇BAPV，即建筑附加光伏发电系统，指光伏发电设备不作为建筑材料或构件，在已有建筑上安装的形式。
BIPV是现阶段建筑光伏系统的发展潮流，新建变电站工程应该采用这种模式。
如果仍采用BAPV，那实在是太low了。
BIPV的主要形式是光伏屋面（光伏瓦）、光伏幕墙、光伏栏板、光伏雨棚等。
现阶段变电站通用设计外墙普遍采用幕墙，用BIPV光伏幕墙取代，应该是最优解决方案。
建筑光伏设计相关标准《光伏发电站设计规范》GB 50797-2012《光伏发电站施工规范》GB 50794-2012《建筑光伏系统应用技术标准》GB/T 51368-2019《建筑用光伏遮阳板》GB/T 37268-2018《光伏支架结构设计规程》NB/T 10115-2018《建筑用光伏构件通用技术要求》JG/T 492-2016《建筑用光伏遮阳构件通用技术条件》JG/T 482-2015《太阳能光伏发电系统与建筑一体化技术规程》CECS 418-2015《建筑一体化智能光伏系统技术规程》T/CECS 941-2021《光伏组件屋面工程技术规程》T/CECS 902-2021……上面只是列了部分光伏建筑设计标准。
除了上面列出的国家标准和行业标准、团体标准，还有地方标准。
bipv构建型工作流程
bipv构建型工作流程搭建BIPV建筑的工作流程随着可再生能源的不断发展，建筑一体化光伏（Building Integrated Photovoltaics，BIPV）越来越受到重视。
BIPV在建筑外观、功能和能源利用方面具有重要意义，能够将建筑本身的功能与能源生产相结合。
本文将介绍BIPV建筑的工作流程，包括预设计、设计、施工和维护阶段。
一、预设计阶段在预设计阶段，需要考虑以下几个关键问题。
1.需求和目标：明确建筑主人或开发商对建筑的需求和目标，包括建筑功能、外观设计、能源效益等要求。
2.技术可行性：评估选定BIPV技术在该项目中的可行性，考虑到技术成熟度、产业链完备性、供应商可靠性等因素。
3.可行性研究：进行可行性分析，包括对建筑的朝向、周围环境、光照强度等进行评估，以保证BIPV系统的有效性和性能。
4.规划和预算：根据需求和技术可行性，制定一份初步的BIPV规划和预算，包括系统容量、选址、材料和人力资源等。
二、设计阶段在设计阶段，需要考虑以下几个关键问题。
1.建筑集成：将BIPV系统与建筑设计相结合，寻找最佳的集成方式。
这包括选定BIPV材料、设计电力系统、优化组件布局等。
2.性能评估：进行性能评估，比如模拟光照、温度和系统效率等。
这可以帮助确定最佳设计方案，并优化BIPV系统的能源产出。
3.安全和可靠性：确保BIPV系统的安全可靠性。
此外，还需要考虑系统的维护成本和寿命，以保证BIPV系统长期可持续发展。
4.审查和许可：根据当地法规和标准，进行审查和许可程序。
这包括对BIPV 系统的结构、安全性、电网连接等进行评估，并获取必要的许可证和批准文件。
三、施工阶段在施工阶段，需要考虑以下几个关键问题。
1.材料采购和施工计划：根据设计方案，制定材料采购计划和施工进度计划。
确保所需材料的及时供应，以及施工计划的实施。
2.施工过程管理：监督施工过程，确保符合设计要求和施工标准。
同时，及时解决施工现场及材料问题，确保施工进展顺利。
光伏发电系统集成BIPV屋顶建筑PPT教案
斜屋顶
平屋顶
适用性 墙面 窗户
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光伏建筑一体化的优点
① 与建筑本身结合成为一个整体，不 额外占用土地资源。 ② 可原地发电、原地用电，在一定距 离范围内可以节省电站送电网的投资。有 光伏阵列和公共电网共同给负载供应电力 ，增加了供电的可靠性。 ③ BIPV系统大部分发的是用电高峰时 的黄金电，可以大大缓解供电压力，经济 和环境效益显著。
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5光伏建筑一体化（BIPV）对光伏方阵与光伏组件的要求
（1）影响光伏发电的因素 简单地讲，影响光伏发电的有两个方面。一是光伏组件可能接受到的太阳
能，二是光伏组件的本身的性能。 由于太阳能发电的全部能量来自于太阳，而太阳辐射量的多少与太阳高度
、地理纬度、海拨高度、大 气质量、大气透明度、日照时间等有关。一年当 中四季的变化，一天当中时间的变化，到达地面的太阳辐射直散分量的比例， 地表面的反射系数等因素都会影 响太阳能的发电，但这些因素对于具体建筑 而言是客观因素几乎只能被动选择。对于光伏组件而言，光伏方阵的倾角、光 伏组件的表面清洁度、光伏电池的转换率、 光伏电池的工作环境状态等是我 们在设计过程中应该考虑的。
光伏建筑一体化BIPV系统部件选择与系统设计
光伏建筑一体化BIPV系统部件选择与系统设计光伏建筑一体化BIPV（Building Integrated Photovoltaic）系统，是将太阳能光伏发电技术应用于建筑中的一种创新能源解决方案。
BIPV系统不仅能够为建筑提供清洁能源，还可以使建筑本身具有更加现代化、环保和节能的特点。
在实际应用中，BIPV系统的部件选择和系统设计是至关重要的环节，它们直接影响着系统的发电效率、稳定性和美观性。
首先，BIPV系统的关键部件包括光伏组件、逆变器、支架和连接线等。
在选择光伏组件时，应优先考虑组件的转换效率、耐用性、外观设计和安装方式。
通常而言，单晶硅光伏组件具有较高的转换效率和较长的寿命，而多晶硅光伏组件则具有更好的价格优势。
此外，逆变器是将光伏组件产生的直流电转换为交流电的关键设备，应选择品质可靠、功率适中的产品。
支架和连接线的材质和设计也需要经过精心选择，以确保系统在安装和运行过程中具有良好的稳定性和可靠性。
其次，针对不同类型的建筑结构和设计要求，BIPV系统的设计也会有所不同。
对于屋顶BIPV系统，应充分考虑建筑的朝向、倾角和遮挡情况，以确定最佳的布局和安装方式。
对于墙面BIPV系统，应考虑建筑的外墙材料、承重能力和美观性要求，选用适合的BIPV产品和安装方案。
此外，在设计BIPV系统时还需要考虑系统的电气布置、接地保护、防雷措施等技术细节，确保系统在实际运行中具有良好的性能和安全性。
最后，为了使BIPV系统具有更好的整体性和美观性，还可以考虑采用一些创新设计和智能控制技术。
例如，可以利用玻璃幕墙、透明光伏玻璃等产品来实现建筑外墙的一体化设计，实现建筑外观的统一性和美观性。
同时，通过智能控制系统可以实现对BIPV系统的自动监测、远程控制和自适应调节，提高系统的运行效率和可靠性。
总的来说，光伏建筑一体化BIPV系统的部件选择和系统设计是一个综合考量建筑结构、技术性能和美学要求的过程。
只有在全面考虑建筑特点和功能需求的基础上，选择合适的部件和设计方案，才能实现BIPV系统在建筑中的最佳性能和效果。
建筑光伏一体化玻璃组件(BIPV)的应用技术
技术讲座赏析《建筑光伏一体化玻璃组件（BIPV）的应用技术》【编者按】这是广东金刚玻璃科技股份有限公司张明罡先生，在第八届中国国际门窗幕墙博览会光电建筑应用论坛上，发表的《建筑光伏一体化玻璃组件（BIPV）的应用技术》。
演讲的内容很丰富，我们仅选取了部分内容。
广东金刚于2010年7月8日在深交所挂牌上市，BIPV组件已经通过了国际权威机构TUV的认证。
我们希望业界与广东金刚合作。
一、建筑光伏一体化双玻BIPV的构成●3.2mm表层钢化超白玻璃●晶体硅电池片或薄膜电池●封装胶PVB●背板TPT（不透明）、钢化玻璃（可采光）●铝合金边框或无边框●同时满足建筑安全玻璃《夹层玻璃》的要求●液态PVB湿法封装同EVA的封装在建筑规范中是不允许的二、BIPV核心发电芯片的分类●单晶硅太阳能电池18％●多晶硅太阳能电池17％●非晶硅薄膜电池a－Si 6％●碲化铬薄膜电池CdTe 9%●铜铟镓硒薄膜电池CIGS 9%三、建筑光伏一体化（BIPV）玻璃组件常用结构建筑光伏一体化玻璃组件常用结构四、BIPV组件应具备幕墙玻璃组件的性能●安全（钢化、夹胶）●强度（承受相关荷载）●挠度（承受变形）●抗冲击（安全性能）●阻热（节能特性）●透光率（采光性能）●隔声（舒适性）●寿命（耐久性）五、BIPV应具备各种性能●应满足建筑的相关规范●应使用干法PVB材料合成技术●应满足安全玻璃的测试（45Kg霰弹袋冲击试验、1040g落球试验）●按照IEC61215、61730规范经过湿热、湿冷、热循环、户外暴晒等测试●要求同建筑外围护同寿命●正常工作状态不低于25年，25年后光电转换率衰减不应大于20％六、薄膜电池BIPV的优缺点●优点：整体色彩好、弱光发电性能优越、外观近似镀膜玻璃的效果；●缺点：脆弱、易破、光电转换率低、光电转换衰减速度快、化学稳定性差、使用历史短。
七、两种不同技术BIPV性能对比八、薄膜电池的BIPV不适合作为屋顶●膜层厚度偏差影响到其电气性能●TCO导电玻璃构成的薄膜电池不能通过热处理（钢化）●未经钢化处理的普通玻璃（薄膜电池）在天棚高温环境下，易产生“热炸裂”九、晶体硅双玻组件BIPV适宜屋顶使用●晶体硅电池片厚度为180um～240um，抗弯能力较强，可达到较大挠度不会破坏；●与PVB胶合后共同形成一个有机的整体，受到荷载作用时，在钢化玻璃与PVB的共同作用下，作用在电池片时为均布受力。
光伏建筑一体化BIPV的设计
光伏建筑一体化BIPV的设计光伏建筑一体化（Building Integrated Photovoltaics，简称BIPV）是将光伏发电系统与建筑物结合，将太阳能光伏技术应用于建筑中，以实现建筑本身的能源自给自足。
BIPV的设计要考虑建筑的美观性、可持续性、安全性和经济性等因素。
下面，我将详细介绍光伏建筑一体化BIPV的设计。
首先，在BIPV的设计中，建筑物的外观是非常重要的考虑因素之一、光伏材料可以被集成到建筑物的外立面、屋顶、阳台和窗户等部位，因此设计师需要选择合适的光伏材料，保持建筑物原有的美观性。
目前，常用的光伏材料有晶硅、非晶硅和有机太阳能电池等，设计师可以根据建筑物的风格和用途选择适合的材料。
其次，在BIPV的设计中，可持续性也是一个非常重要的方面。
光伏发电系统的主要目的是减少对传统能源的依赖，减缓气候变化的影响。
因此，设计师应该考虑建筑整体的能源需求，合理布局光伏组件，以最大程度地将太阳能转化为电能。
同时，建筑物的绝热性能也需要考虑，以减少能源的浪费。
安全性是另一个需要考虑的因素。
设计师需要确保光伏发电系统的安全性，避免发生火灾、漏电等意外情况。
这可以通过选择合格的光伏组件和优质的电气设备，以及合理安装和维护来实现。
此外，对于高温地区，设计师还需要考虑光伏组件的散热问题，以免影响其效率和寿命。
最后，经济性也是光伏建筑一体化设计中需要考虑的重要因素之一、虽然光伏建筑一体化系统的投资成本相对较高，但在长期运营中它可以产生可观的经济效益。
设计师需要对建筑物的能源需求进行准确的评估，计算出系统的发电能力和经济回报周期，以帮助业主做出正确的决策。
总结起来，光伏建筑一体化BIPV的设计需要考虑建筑物的美观性、可持续性、安全性和经济性等方面。
通过选择合适的光伏材料、合理布局和安装光伏组件，并确保系统的安全性和经济性，可以实现光伏建筑一体化的设计目标，提高建筑的能源利用效率，减少对传统能源的依赖，为可持续发展做出贡献。
光伏建筑一体化(BIPV)的设计
设计BIPV系统的步骤BIPV系统应采用节能设计技术，并仔细选择和指定设备和系统。
它们应该从生命周期成本的角度来看待，而不仅仅是最初的第一成本，因为总成本可能会因它们所取代的建筑材料和劳动力的避免成本而降低。
BIPV系统的设计考虑因素必须包括建筑物的使用和电气负载，其位置和方向，适当的建筑和安全规范以及相关的公用事业问题和成本。
1.仔细考虑应用节能设计实践和/或节能措施，以减少建筑物的能源需求。
这将提高舒适度并节省资金，同时也使给定的BIPV系统能够为负载提供更大的百分比贡献。
2.在公用事业交互式光伏系统和独立光伏系统之间进行选择：（1）绝大多数BIPV系统将连接到公用电网，使用电网作为存储和备份。
系统的大小应满足所有者的目标-通常由预算或空间限制定义;而且，逆变器的选择必须了解公用事业的要求。
（2）对于那些仅由光伏供电的“独立”系统，系统（包括存储）的尺寸必须满足建筑物的峰值需求/最低功率生产预测。
为了避免光伏/电池系统因异常或偶尔的峰值负载而过大，通常使用备用发电机。
这种系统有时被称为“光伏发电机组混合动力”。
3.移峰：如果峰值建筑负荷与光伏阵列的峰值功率输出不匹配，则经济上可能适合将电池纳入某些并网系统以抵消最昂贵的电力需求期。
该系统还可以充当不间断电源系统（UPS）。
4.提供足够的通风：工作温度升高会降低光伏转换效率。
晶体硅光伏电池比非晶硅薄膜更真实。
为了提高转换效率，请在模块后面允许适当的通风以散热。
5.使用混合光伏-太阳能热系统进行评估：作为优化系统效率的一种选择，设计人员可以选择捕获和利用通过加热模块开发的太阳能热资源。
这在寒冷的气候下对于预热进入的通风补充空气很有吸引力。
6.考虑整合采光和光伏收集：使用半透明薄膜模块，或在两层玻璃之间具有定制间隔单元的晶体模块，设计师可以使用PV在立面，屋顶或天窗光伏系统中创建独特的采光功能。
BIPV元件还有助于减少与大面积建筑玻璃相关的不必要的冷却负荷和眩光。
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——光伏幕墙
21世纪世界面临的十大问题之首，就是能源问 题。随着能源需求的增长，能源环境问题将更加突 出，主要体现在①化石能源资源的有限性；②环境 影响问题（CO2 的排放）；③能源效率问题—生产、 转换及使用效率。 从目前人类认知水平和技术看，解决能源问题的 途径主要有两条：一是提高能源的利用效率，减少 能源浪费。二是开发利用再生能源，这才是根本。
BIPV系统用的薄膜太阳能电池：非晶硅太 阳能电池价格相对较低，但转换效率低（3～ 6.5%）且性能不稳定，衰减严重。铜铟锡 （11～13%）碲化镉（8～10%）由于弱光性 能优良，相对较好。
做为人类生活活动场所的建筑，从满足居住需要 到建筑节能，最终必将发展成为建筑创造能源之需 求，这项事业符合人类发展需要。浙江中南建设集 团愿与大家一起努力，共同推动太阳能光伏产业的 发展，提高光伏应用及光伏发电的技术水平，促进 光伏发电的更快发展，为祖国能源发展和经济繁荣 做出积极的努力。
光伏器件与建筑相结合：是将光伏器件与建筑材 料集成化，构成BIPV系统。一般的建筑物外围护表 面采用涂料、装饰瓷砖、石材或玻璃幕墙，目的是 为了保护和装饰建筑物。如果采用光伏器件代替部 分建材，即用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和 窗户。这样既可以做建材装饰，又可以发电。可谓 物尽其美。目前BIPV的主要应用形式有平屋顶、斜 屋顶、幕墙立面和遮阳系统。
太阳能资源丰富，做为再生新能源，光伏产业发 展迅速，全球光伏发电以平均30%以上的速度快速 增长，技术水平快速提高，建设成本大幅下降，市 场竞争力明显增强。到2008年底，全球光伏发电容 量已达2000多万千瓦。中国光伏产业发展很快： 2002年和2003年开展了大规模的“送电到乡”工程 建 设，投资近50亿元在西部地区建设了近千座独立的 光伏电站，极大拉动了光伏产业的发展。近年来， 发达国家出台支持光伏发电政策，特别是德国、西 班牙等国的市场规模迅速扩大，也极大地调动了社 会投资光伏产业的积极性。
光伏建筑一体化BIPV等系统社会效 益和经济效益：
1、解决用电供需矛盾：BIPV系统除满足建筑自身 用电外，还可以向电网供电，舒缓高峰电力需求， 解决电网峰谷供需矛盾。 2、无废物排放：太阳能发电是一种能量转换，没有 煤炭或燃料发电所带来的严重染，对于环保要求更 高的今天和未来极为重要。 3、由于BIPV系统组件安装在屋顶和墙面上，直接 吸收太阳能，避免墙面温度和屋顶温度过高而提高 室内温度，降低空调负荷，改善室内环境。
目前，我国多晶硅材料产量超过5000吨， 预计2009年底可达到20000吨的生产能力； 光伏电池的实际生产能力也超过了300万千 瓦。光伏电池产量占全球产量的30%，位居 世界第一。光伏电池产品98%出口到海外。 系统应用只有2～3%.由此看来，中国内需 市场前景十分广阔。
众所周知，世界光伏产业的产业链主要是有：硅 原料→硅片→电池片→电池组件→系统应用。在我 国系统应用这一环节相对薄弱。浙江中南建设集团 有限公司做为省内建筑幕墙规模最大的设计、生产、 施工企业，早已致力于太阳能在建筑幕墙领域应用 的研究，已与台湾科风及国内光伏系统企业合作研 发光伏建筑一体化BIPV系统，目前已有包括马来西 亚在内的多个工程项目的光电采光顶，光伏幕墙正 在设计之中。光伏建筑一化BIPV系统用太阳能 电池概况：
太阳能电池主要分晶体硅太阳能电池和薄 膜太阳能电池两大类。晶体硅又分单晶硅太 阳能电池和多晶硅太阳能电池。薄膜太阳能 电池又分铜铟锡太阳能电池、非晶硅太阳能 电池、碲化镉太阳能电池等。
BIPV系统常用的晶体硅电池转换效率（多晶硅 13～14%；单晶硅15～17%）稳定性好，但价格昂 贵，且电池本身不透明，采光需要靠调整电池的间 距实现。
• BIPV—即光伏建筑一体化，它是应用太阳
能发电的一种新概念，就是将太阳能发电 系统与建筑物外围护系统完美的融合为一 体的系统。这是一个充满活力的全新领域， 它激发了能源开发者和建筑师的极大兴趣， 保护地球的同时创造新的建筑艺术。
采光顶
BIPV的形成与特性：
光伏系统与建筑相结合有两种方式： 1、光伏系统与建筑相结合：主要是把封装好 的光伏组件（平板或曲面板）安装在建筑物 的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、 负载等装置相联。光伏系统还可以通过一定 的装置与公共电网联接、并网发电。如屋顶 太阳能发电计划。