光伏建筑一体化 论文
光伏建筑一体化_论文
摘要目前在建筑中注入绿色元素(诸如太阳能),已成为建筑发张的趋势,且绿色建筑也将是21世纪世界简述的主流。
绿色建筑有其丰富的内涵,各国评价不一,但洁净能源,尤其是太原能的合理、高效利用时绿色建筑的重要内容。
此部分主要从光伏建筑一体化方面对太阳能在建筑物中应用进行了介绍。
光伏建筑一体化(BIPV)提出了“建筑产生能源”的新型概念,即通过建筑物,主要是利用屋顶和墙面与光伏发电集成起来,使建筑物自身利用绿色、环保的太阳能资源产生电力,光伏建筑一体化必将成为绿色建筑和建筑节能技术的发展趋势。
太阳能光伏建筑一体化(BIPV)系统,是应用太阳能发电的一种新概念,简单地讲就是将太阳能光伏发电阵列安装在建筑的围护结构外表来提供电力。
这和系统有诸多优点,如有效利用建筑外表面、无需额外用地或者加建其他设施、节约外饰材料(玻璃幕墙等)、外观更有魅力、缓解电力需求、降低夏季空调负荷、改善室内热环境等。
光伏建筑一体化系统是目前世界上大规模利用光伏技术发电的重要市场,一些发达国家都将光伏建筑一体化作为重点项目积极推进。
近年来,国外推行在用电密集的城镇建筑物上安装光伏系统,并采用与公共电网并网的形式,极大地推动了光伏并网系统的发展,光伏与建筑一体化已经占据了整个太阳能发电量的最大比例。
光伏应用技术作为一种新型的技术,在建筑学上已经成为一种新的可行的选择。
光伏应用技术利用太阳光这种巨大的可再生能源来产生电力,其光伏转换构件既可以安装在建筑物上,又可以作为多功能建筑材料构成实际的建筑物部件,光伏建筑的产生是建筑物设计领域超越能源意识的新型设计意识,对人类生态环境起着重要作用。
光伏并网和建筑一体化的发展,标志着光伏发电由边远地区向城市过渡,由补充能源向替代能源过渡,人类社会向可持续发展的能源体系过渡。
太阳能光伏发电将作为最具可持续发展特征的能源技术进入能源机构其比例将愈来愈大并成为能源主体构成之一。
关键词:半导体;光伏建筑一体化;太阳电池;光伏幕墙目录摘要 (1)引言 (3)1光伏建筑一体化理 (4)1.1太阳电池原理 (4)1.2光伏发电系统 (5)1.3BIPV建筑一体化 (5)2光伏与建筑相结合式 (7)2.1建筑与光伏系统的结合 (7)2.2建筑与光伏组件的结合 (9)3 BIPV系统的发展前景 (11)3.1.光伏建筑一体化的优点 (11)3.2世界各国的光伏建筑发展情况 (12)4总结 (14)5参献文献 (16)6 致谢 (17)引言:本文介绍了光伏发电原理,并对光伏发电系统的种类分别进行总结,针对不同发电系统的特点,指出了其不同的适用环境;通过对光伏与建筑结合方式的总结,系统的概括了所有光伏建筑的结合方式,并对其优劣进行对比;总结了光伏建筑的优点,分析了世界各国的光伏建筑发展情况;最后对光伏建筑前景进行了分析。
光伏建筑一体化(BIPV)在绿色建筑中的运用
光伏建筑一体化(BIPV)在绿色建筑中的运用摘要:光伏建筑一体化(BIPV)是一种在建筑物的外立面、屋顶和其他结构中集成太阳能电池板的技术。
本文通过对BIPV在绿色建筑中的运用进行探讨,分析了BIPV技术的优势和应用前景,BIPV技术不仅可以为建筑提供可再生能源,还能改善建筑的能源效率、减少碳排放,并为建筑赋予更多功能。
绿色建筑与BIPV的结合,既满足了可持续发展的要求,又为建筑行业带来了新的发展机遇。
关键词:光伏建筑一体化;绿色建筑;运用绿色建筑作为可持续建筑的重要组成部分,致力于减少对环境的负面影响,提高能源效率,并为人们提供健康舒适的生活环境。
在追求可持续发展和环境保护的背景下,绿色建筑作为一种可行的解决方案受到了广泛关注,而光伏建筑一体化(BIPV)作为绿色建筑领域的一项创新技术,将太阳能发电与建筑一体化,为建筑提供可再生的清洁能源,BIPV不仅满足了建筑的能源需求,还在外观设计上具备一定的灵活性,能够与建筑的整体风格相协调。
一、光伏发电系统(一)分类根据应用方式和组件特点,光伏发电系统可以分为以下几类:1、独立式光伏发电系统:也称为离网系统,主要用于偏远地区或无法接入电网的地方,通过光伏电池板将太阳能转化为电能,并将电能储存在电池中,供电时直接使用储存的电能。
2、并网式光伏发电系统:也称为接网系统,将光伏发电系统与电网相连,实现光伏发电与传统电网的互联互通,将多余的电能注入电网,同时从电网获取电能以满足需要。
3、混合式光伏发电系统:结合了独立式和并网式系统的特点,既可以自给自足地供电,也可以与电网相连并进行电能交换。
(二)BIPV对光伏电池要求BIPV需要光伏电池板具备与建筑外观一致的颜色,以融入建筑物的整体设计,因此,光伏电池板通常采用不同颜色的材料或表面处理技术,使其与建筑外墙或屋顶的材料相匹配。
同时,BIPV的设计追求光线的透过和利用,光伏电池板需要具备一定的透光性能,以保证室内的自然采光,并提供舒适的室内环境。
光伏发电如何实现与建筑一体化
光伏发电如何实现与建筑一体化在当今能源需求不断增长和环境问题日益严峻的背景下,光伏发电作为一种清洁、可再生的能源技术,正逐渐受到广泛关注。
而将光伏发电与建筑相结合,实现一体化,不仅能够为建筑物提供电力,还能减少对传统能源的依赖,降低碳排放,具有重要的经济和环境意义。
那么,光伏发电究竟如何实现与建筑一体化呢?这需要从多个方面来考虑。
首先,从设计角度出发。
在建筑规划的初期阶段,就应当将光伏发电系统纳入整体设计之中。
要充分考虑建筑物的朝向、角度、阴影遮挡等因素,以确保光伏组件能够最大程度地接收阳光。
例如,对于朝南的屋顶或立面,通常能够获得更充足的日照,是安装光伏组件的理想位置。
同时,还需要根据建筑的外观风格和功能需求,选择合适的光伏组件类型和安装方式。
光伏组件可以与建筑的屋顶、外墙、遮阳设施等完美融合,既不影响建筑的美观,又能发挥其发电功能。
在材料选择方面,要选用质量可靠、性能稳定的光伏组件。
目前市场上常见的光伏组件有晶硅电池组件和薄膜电池组件。
晶硅电池组件效率较高,但相对较重;薄膜电池组件则更加轻薄、灵活,适用于各种特殊形状的建筑表面。
此外,还需要考虑光伏组件的耐久性、防水性和防火性能,以确保其在长期使用过程中能够安全可靠地运行。
安装工艺也是实现光伏发电与建筑一体化的关键环节。
专业的安装团队需要根据建筑的结构特点和光伏组件的特性,制定合理的安装方案。
在安装过程中,要确保光伏组件与建筑的连接牢固,避免出现松动、漏水等问题。
同时,还要注意电气线路的布置,保证电力传输的安全和高效。
除了硬件方面的考虑,光伏发电系统的控制和管理也至关重要。
通过智能化的监控系统,可以实时监测光伏组件的发电情况、系统的运行状态以及电能的存储和使用情况。
根据监测数据,能够及时发现并解决可能出现的问题,提高系统的稳定性和发电效率。
同时,还可以通过智能控制系统,实现对光伏发电的优化调度,例如在用电低谷时将多余的电能储存起来,在用电高峰时释放使用,以达到节能和降低成本的目的。
太阳能与建筑一体化论文
浅谈太阳能与建筑一体化【摘要】实现太阳能与建筑的一体化,使建筑能够充分利用太阳能以节约传统能源,保护生态环境,同时美化建筑造型,是未来太阳能利用技术发展的重要方向。
本文对我国目前太阳能与建筑一体化存在的问题和对策做了粗浅的阐述。
【关键词】太阳能;建筑;一体化1 引言城市和建筑必将是朝着绿色生态方向发展,这一点已经在各个国家对绿色建筑的日益重视中得到体现。
太阳能是可再生绿色能源,将太阳能系统做为建筑的一部分来集热或发电,同时美化建筑造型,实现太阳能与建筑的有机一体化,使建筑能够充分利用太阳能以节约传统能源,保护生态环境,是未来太阳能技术应用发展的重要方向。
建筑能耗占全社会总能耗的比重比较大,热水、空调和采暖能耗占建筑能耗的65%左右,如果能综合利用太阳能,全面实现太阳能与建筑一体化及太阳能光热、光电综合应用一体化,对我国节能环保事业的发展和生态环境的改善起到巨大的作用。
但是,我国太阳能利用在建筑行业中的应用尚处于起步阶段,太阳能系统与建筑的有机融合还需要走很长的路。
2 国内外建筑太阳能利用现状2.1 国外建筑太阳利用现状国外对建筑太阳能应用系统的研究已有较长的时间,特别是欧美等一些发达国家,出台了一系列鼓励新能源利用的法律文件,在太阳能利用研究方面投入大量经费,在经济上也采取减税优惠等有效措施,使欧美等发达国家太阳能利用建筑的发展极为迅速,无论是对太阳能利用建筑的研究、设计一体化,还是材料、房屋部件结构的产品开发、应用,以及真正形成商业运作的房地产开发,均处于世界领先的地位。
美国国家可再生能源实验室展示中心极富韵律的trombe墙为展览厅提供了被动式采暖和自然采光,同时也塑造了极富个性的立面效果。
以色列某建筑在叠错的屋顶阳台尽端安放的太阳能集热器,与建筑巧妙结合,使其更为生动活泼。
丹麦南部的某展览会议中心运用了这个国家最大规模的pv光电板阵列,这些半透明的光电板与中庭屋顶玻璃相结合,既作为发电元件,又可起到遮阳构件的作用,避免阳光曝晒引起的过热。
光伏建筑一体化技术的研究进展
光伏建筑一体化技术的研究进展随着现代化技术的飞速发展,光伏建筑一体化技术也得到了广泛关注。
光伏建筑一体化技术是指将建筑与光伏发电技术相结合,使建筑物本身具有光伏发电的功能,以实现可持续发展和环保目标。
本文旨在对光伏建筑一体化技术的研究进展进行探讨。
一、光伏建筑一体化技术的优点光伏建筑一体化技术的最大优点在于,可以将建筑和光伏发电技术相结合,实现可持续发展。
随着全球气候变暖和人口增长,能源需求不断增加,传统能源的消耗和污染也不断加剧。
光伏建筑一体化技术可以有效地解决这些问题。
首先,光伏建筑一体化技术可以为建筑提供清洁能源,减少对传统能源的依赖。
其次,光伏建筑一体化技术可以大幅度降低建筑的能耗,减少对环境的污染和对自然资源的消耗。
最后,光伏建筑一体化技术可以降低建筑和光伏发电设备的成本,节约投资成本。
二、光伏建筑一体化技术的研究进展随着可再生能源市场的壮大,光伏建筑一体化技术的研究进展也日益显著。
目前,光伏建筑一体化技术的研究进展主要表现在以下几个方面。
1. 动态光伏建筑一体化技术的研究传统的光伏建筑一体化技术是将光伏模块集成到建筑的墙壁和屋顶上。
而动态光伏建筑一体化技术则是利用可旋转的光伏模块,将其安装在建筑的立面上,以跟随太阳的角度自动旋转,保证最大的光伏发电效率。
这种技术可以更好地利用太阳能,提高能源利用效率。
2. 光伏幕墙建筑一体化技术的研究光伏幕墙建筑一体化技术是指将光伏发电模块集成到建筑的幕墙上,取代传统的幕墙材料。
这种技术可以保持建筑外观的美观和建筑的保温隔热性能,同时也可以为建筑提供光伏发电功能。
3. 光伏天窗建筑一体化技术的研究光伏天窗建筑一体化技术是指将光伏发电模块集成到建筑的天窗上,利用天窗接收阳光提供光伏发电功能。
这种技术可以在保证建筑采光的同时,为建筑提供清洁能源。
4. 光伏夹层建筑一体化技术的研究光伏夹层建筑一体化技术是指将光伏发电模块集成到建筑的夹层板材中,既可以为建筑提供采光功能,又可以利用阳光提供光伏发电功能,并且这种技术可以保证建筑的结构稳定性。
太阳能光伏系统的建筑一体化设计
太阳能光伏系统的建筑一体化设计随着环保意识的提升和对可再生能源的需求日益增长,太阳能光伏系统在建筑领域中扮演着重要角色。
传统的建筑设计和太阳能光伏系统的集成往往是独立进行的,导致一些问题如能源浪费、视觉重负荷等逐渐浮出水面。
因此,将太阳能光伏系统与建筑一体化设计相结合,成为了现代建筑设计的新趋势。
太阳能光伏系统的建筑一体化设计是指在建筑设计的初期,将光伏组件、相关系统以及电气设备等整合到建筑的各个方面,从而将太阳能光伏系统无缝地融入建筑结构和环境中。
这种一体化设计的好处在于,能够最大限度地提高太阳能光伏系统的效率,并且减少对建筑整体造型和视觉设计的影响。
首先,太阳能光伏系统的建筑一体化设计可以优化光伏组件的布置和安装方式,提高光伏系统的发电效率。
通常情况下,传统的光伏组件常常以飞架的形式安装在建筑屋面上,这不仅影响了建筑整体造型,还限制了光伏组件的布置密度。
而建筑一体化设计则能够将光伏组件嵌入到建筑结构中,充分利用建筑的外墙、屋顶等空间进行光伏组件的布置,使得光伏系统的发电面积增大,进而提高了发电效率。
其次,太阳能光伏系统的建筑一体化设计还可以使得建筑在能源利用方面更为高效。
通过在建筑外墙和屋顶处安装光伏组件,可以将太阳能转化为电能,供给建筑的日常用电需求。
同时,光伏系统配备的电池储能设备还可以将多余的电能储存起来,以备晚上或阴天使用,从而进一步提高了能源利用效率和节能效果。
此外,太阳能光伏系统的建筑一体化设计还能为建筑带来更加舒适和宜居的环境。
通过合理设计和布置光伏组件,可以为建筑提供遮阳、隔热和保温的功能,降低建筑内部空间的温度和日照照度,从而提高了建筑的舒适性。
同时,光伏组件还能有效地吸收外界的噪音和振动,提高建筑的隔音效果,进一步改善了建筑的宜居性。
然而,太阳能光伏系统的建筑一体化设计也面临一些挑战和限制。
首先,建筑的形状、朝向和周围环境等因素会对光伏系统的效率产生影响,因此需要在设计初期进行充分的分析和评估。
光伏建筑一体化技术的应用
光伏建筑一体化技术的应用摘要:随着能源的潜在危机和生态的不断恶化,绿色能源的开发和利用已势在必行,基于太阳能光伏发电系统的日益成熟,光伏建筑一体化技术在现代建筑中得到了大力推广和应用。
因此,本文结合当前光伏技术发展现状,针对光伏建筑一体化技术的应用进行分析与论述。
关键词:光伏建筑;一体化技术;应用引言随着城市化水平不断提升,城市环境面临着巨大的压力,社会能源消耗巨大,进一步加剧了人口增长与能源短缺之间的矛盾,新的能源再生技术和节省应用技术需要不断开发出来,其中光伏建筑一体化技术满足了当前节能型社会发展的要求,有利于节能建筑的发展。
因此,本文主要针对光伏建筑一体化技术的应用进行论述。
1光伏建筑一体化技术1.1光伏建筑一体化技术概念光伏建筑一体化技术,是应用太阳能发电的一种新概念,简单地讲就是将太阳能光伏发电阵列安装在建筑的围护结构外表来提供电力。
具有诸多优点,可有玫利用建筑外表面、无需额外用地或者加建其他设施、节约外饰材料、外观更有魅力、缓解电力需求、降低夏季空调负荷、改善室内热环境等。
1.2光伏建筑一体化的结合方式光伏与建筑的结合有两种方式。
一种是建筑与光伏系统的结合,把封装好的光伏组件平板或曲面板安装在居民住宅或建筑物的屋顶上,建筑物作为光伏阵列载体,起支撑作用,然后光伏阵列再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置相连。
建筑与光伏系统相结合是一种常用的光伏建筑一体化形式,特别是与建筑屋面的结合。
另一类是建筑与光伏组件相结合,建筑与光伏组件相结合是光伏建筑一体化的一种高级形式,它对光伏组件的要求较高[1]。
光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求,同时还要兼顾建筑的基本功能要求。
2光伏系统运行原理光伏系统运行主要利用太阳能进行能源的转化和供应。
经过长时间的研究,研究人员对光伏系统原理进行了深入的分析,掌握具体的操作手段与方法,下面就分别进行论述与分析。
第一,光伏电池,内部含有庞大的资源量,属于可再生能源,但是在实际开发利用过程中,存在较大的困难。
光伏建筑一体化范文
光伏建筑一体化范文光伏建筑一体化是指将光伏发电技术和建筑设计相结合,将太阳能光伏电池板直接安装在建筑物的外墙、屋顶、阳台、遮阳蓬等位置,通过吸收太阳能转换为电能,实现建筑物自给自足的电力供应。
光伏建筑一体化不仅能够满足建筑物自己的用电需求,还能将多余的电力输送到电网上,实现对外供电。
首先,光伏建筑一体化可以有效节约能源。
由于太阳能是一种可再生的能源,通过光伏建筑一体化能够有效地利用太阳能,减少对传统能源的依赖,降低能源消耗。
其次,光伏建筑一体化可以减少对环境的污染。
相比传统的燃煤发电方式,太阳能发电不会产生任何污染物,不会产生废气和废水,对环境的影响非常小。
再次,光伏建筑一体化可以提升建筑物的外观和形象。
传统的太阳能发电系统往往需要额外的安装空间,会影响到建筑物的美观性。
而光伏建筑一体化将太阳能电池板与建筑物完美地结合在一起,不仅不会破坏建筑物的外观,反而可以增加建筑物的现代感和科技感。
最后,光伏建筑一体化可以提供可靠的电力供应。
太阳能光伏发电系统不仅可以给建筑物自己提供电能,还可以将多余的电能卖给电网,实现对外供电。
这不仅可以实现建筑物自给自足,还可以为建筑物的主人带来经济利益。
在实际应用中,光伏建筑一体化已经取得了一些成功的案例。
比如中国上海世博园的中华馆就采用了光伏建筑一体化技术,将太阳能电池板直接安装在建筑物外墙上,实现了建筑物的自给自足。
此外,德国柏林植物园也有一座光伏建筑一体化的设施,该设施将太阳能电池板安装在屋顶上方的遮阳蓬上,不仅为植物园提供了照明和通电设备所需的电力,还为周边社区供电。
然而,目前光伏建筑一体化还存在一些挑战和问题需要解决。
首先,光伏建筑一体化的成本较高,需要投入大量的资金。
其次,光伏建筑一体化需要积极的政策支持,包括太阳能发电补贴和优惠政策等。
最后,光伏建筑一体化的技术仍然需要进一步完善和提升,例如提高光伏电池板的转换效率、降低材料的成本等。
总之,光伏建筑一体化是一种创新的太阳能利用方式,具有广阔的应用前景和巨大的经济和环境效益。
太阳能光伏建筑一体化
太阳能光伏建筑一体化【摘要】随着全世界对可再生能源的大力推广,光伏建筑一体化(bipv)作为可再生能源在建筑上的应用技术受到广泛关注。
本文介绍光伏与建筑系统结合的多种形式及光伏建筑一体化的诸多优点,并展望了光伏建筑一体化的前景和趋势。
【关键词】太阳能;光伏建筑一体化;应用;前景引言能源是全球国民经济发展和人民生活水平提高的重要基础保障,目前全世界能源的紧缺提出了对可再生能源的需求的,太阳能作为一种资源最丰富,适用范围最广泛的新能源,受到了全世界的关注。
而随着现代化社会的发展,人们对舒适的居住环境的追求越来越高,导致建筑采暖和空调的能耗日益增长。
目前发达国家中建筑用能已占全国总能耗的30%—40%,对经济发展形成了一定的制约作用;我国的建筑能耗也已接近全社会能耗的1/3,并且随着我国城市化进程的加快,建筑能耗将继续保持增长趋势。
发展太阳能光伏建筑越来越成为当今社会发展的必然选择。
光伏发电与建筑相结合是目前世界上大规模利用光伏技术发电的研发热点。
在我国,光伏建筑一体化尚处于示范阶段,随着《中华人民共和国可再生能源法》的施行,将大大地推动我国光伏发电与建筑的结合。
加强光伏建筑一体化技术研发,促进光伏产品在建筑上的应用,是光伏行业、建筑行业推动可再生能源在建筑上应用的新课题。
1、光伏建筑一体化(bipv)的概念1991年,德国旭格公司首次提出了“光伏发电与建筑集成化(building integrated photovoltaic,简称bipv)”的概念。
一般来说光伏建筑一体化是在建筑外围结构的表面安装光伏组件,以提供电力,同时作为建筑结构的功能部分,取代原有传统建筑的部分结构如屋顶板、瓦、窗户、墙面、遮挡棚等,也可以做成光伏多功能建筑组件,实现更多的功能,如光伏光热系统、与照明结合、与建筑遮阳结合等。
2、光伏建筑一体化(bipv)应用的意义从建筑、能源和经济角度来看,光伏建筑一体化(bipv)有诸多优点:节地、节能、节材、减少环境污染。
浅谈太阳能光伏建筑一体化
备: 负载 、 电池 、 变器 、 蓄 逆 系统控 制 、 滤波保 护 等装 置 。当 B P I V系统参 与并 网 时 , 则不 需 蓄电池 , 但需
有与 电 网的联 人装 置。
2 太 阳能光伏建筑 一体化技术适用对象
术、 工艺 、 结构等 方 面 实现 完 全 意义 上 的一体 化 , 还 有许多研 究工 作要 做 , 是 想象 的那么 简单 。为 了 不
适应 BP I V飞 速发 展 的形 势 , 证 B P 健康 发展 , 保 IV 确保 B P 工 程 的 质 量 , I V 工 程 不 能 再 出现 失 IV BP 误 , 强 B P 管理 是 当务 之 急 !尽 快 编 写 B P 加 IV IV 技术标 准 和 工 程技 术 规 范 , I V 施 工 企 业尽 快 实 BP 行许可 证或设 计、 工资 质制 度, 快建立 中 国 施 尽
并且降低 空调负荷 ; ) 用 太 阳能 光 伏 发 电减少 了 5利
一
般 由于化石 燃料 发 电所 带 来 的严 重 空 气 污染 , 无
BP I V光伏 产 品认 证 体 系 和标 准 体 系。 中国应该 借
助起点 比较高 的优 势 , 速建 立 起 同 国际标 准接 轨 迅 的认证体 系和标 准 体 系 , 同 国际认 证 机构 和 国际 并 标准协会 多加 沟通 和协调 , 促进 国际互认 。 因为光伏建 筑应 用技术 是一项 学科跨度大 的科
等 ; 用于在建 筑设计 之处 , 适 就将太 阳能作为建筑 的
一
合, 即光伏 建筑一体化 ( IV) B P 。光伏 发 电与 建筑 相 结合是 目前世 界上 大规模利用 光伏 技术 发电的研 发
浅析光伏建筑一体化
以起 到调 峰 的作用 。
4 光伏 建筑 一体 化 的设 计 原 则
根据光伏方阵与建筑结合的方式不 同,在制定光
伏建 筑一 体化 设计 方案 及设 备选 型 时应 充分 考 虑 以下
原则 :
光伏 组件 的要求 较高 ,不 仅要 满足 光伏 发 电 的功能 要 求 同时还要兼顾 建筑 的基 本功能 要求 。
3 光 伏 建筑 一体 化 的 特 点 及优 点
()清 洁 、环 保 、无 污染 ,是 绿色 能源 。光伏 建 1
筑 一体 化发 电是通 过安装 在 建筑 物上 的太 阳电 池组件
5 0 T
()可靠性 高 :设计余 量充分 ,系统配置先进 、 1 合 理 ,设 备 、部件 质量 可靠 。
太 阳能是 最清 洁并 且免 费 的 ,开发 利用 过程 中不会 产
已知最 巨大 的一 种 清洁 、环保 、无 国界 、相 对 分布 均 匀 的可再 生能 源 ,对 人类 而言 ,是 取 之不尽 、用之 不 竭 的能源 ,对于 国家 的能 源供应 和 能源 安全 来说 有 着 重要 的战 略意 义。 随着我 国工业 化 和城 镇化 的 加快 以 及人 民生 活水平 的提 高 ,建筑 用能 迅速 增加 ,利用 太 阳能光 电转 换技 术 ,解决 建筑 物 、城 市广 场 、道路 及
生任何 生 态方 面 的副作 用 ,它 又是 一种 再 生能 源 ,取
之不 尽 ,用之不 竭 。
()光 伏建 筑一 体化 。将太 阳能组 件 和建 筑完 美 2 地结 合 ,可 替代 传 统 的 建筑 材 料 ,有光 伏 屋 顶发 电 、 光伏 玻璃 幕墙 、遮 阳板 和 天窗 等 ,可 以提供 自身所需
要 的部 分 电能 。 ()无 须额 外 占用 土地 。光 伏 阵列 一般 安 装在 闲 3
太阳能光伏建筑的一体化文献综述
太阳能光伏建筑的一体化简介摘要:本文从太阳能光伏技术应用的现实意义出发,重点分析了光伏建筑一体化( B I P V)的应用特点、相关要求、建筑与结构的设计要点及发电量计算,阐述了光伏技术的应用现状及发展前景前言:能源问题越来越成为世界关注的热点问题,严峻的能源紧张状况已经危及我国未来国民经济安全运行,引起党和国家的高度重视。
太阳能的光伏发电技术是利用光电转换的原理让太阳辐射光能通过半导体的媒介转化成电能,从而使能源的运用更加灵活。
从长远看,太阳能的光伏发电技术为城市居住建筑提供了更加广阔的前景,但是在初期的投资高、转化的效率低;就目前来看,太阳能的光伏发电技术和建筑物相结合来研究得最多的是建筑的光伏一体系统简称BIPV 系统[1]。
BIPV将太阳能的发电机组完美地集结在建筑物的屋顶或者墙面上,其工作的原理和普通的光伏发电系统完全一致,唯一的区别在于太阳能的组件既可以被当作系统的发电机,又可以当作建筑物的外墙材料。
B I P V系统的发电原理是利用光伏电池的半导体P N结特性,电池片可以吸收阳光将其转成直流电能并输出,将电池封装后成为光伏组件,再将电池组件应用到建筑上,使光伏组件成为光伏建筑的一部分,让光伏组件再结合其它相配套的配电柜、逆变器、变压器等电器设备,便可以输出人们需求的的交流电[2]。
近年来,随着中国绿色建筑的小断发展,光伏建筑一体化系统建筑物小断的涌现,但更多只是在地标性工程或示范工程的应用比较广泛,如上海世博会主题馆、高铁上海虹桥站主站楼、深国际园林花卉博览会等等。
一、光伏建筑一体化系统建筑设计要求1、一般规定光伏建筑一体化系统中光伏组件与建筑的集成结合方式,有光电屋顶、光电幕墙、光电采光顶和光电遮阳板等。
系统设计需结合建筑、结构等相关专业要求,共同确定系统各组成部分在建筑中的安装位置。
安装在建筑物上的光伏组件,满足建筑的使用功能及节能要求、结构安全及使用要求、以及电气安全等要求,并配置带电警告标识及电气安全防护设施,以免出现小必要的触电事故。
浅析光伏建筑一体化
第3 4卷
第 l 期
建
厂
科
技
交
流
、 1 4 No 1 ,. 03 . Ma o 8 2 0
20 o 8年 3月
E C A G F . A C A G S I N E &T C N L G X H N E O I N H N C EC I EH OOY
组件的要求
41 影 响光伏 发 电的 因素 .
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,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
独作为 电源 的单元组件 ,将 光伏组件再经过 串并
联就 形 成 了具 有 一定 输 出功 率 的光伏 方 阵或太 阳
电系 统 。
4 IV对光伏方阵的布置要求 . BP 2 为获得更多的太阳能,光伏方阵的布置应尽
可 能 地朝 向太 阳 光入 射 的 方 向 ,如 建筑 的南面 、 西 南 、东南 面 等 。
43 IV 对光 伏 组件 的要求 - P B
3 光伏建 筑 一体 化 ( IV)的概 念 与分类 BP
6 7
种新概念,就是将太阳能光伏发 电方阵安装在建
筑 的维 护结 构外 表 面 来 提供 电力 。由于光 伏 方阵
维普资讯
20 0 8年第 1 期
建厂科技交流
( 颜色与质感 1 )
用于 BP 的光伏 组 件 , 由于其 安装 朝 向与 IV
和 光 电采 光顶 , 常对 它 的透光 性 会有 一定要 求 。 通
光电采光顶等 。
4 光 伏建 筑 一体 化 ( IV)做浅显探讨。 BP
论光伏一体化的优缺点
论光伏一体化的优缺点《论光伏一体化的优缺点》BIPV的优缺点 BIPV的优势与传统的太阳电池使用方式相比,光伏与建筑一体化(BIPV)有众多优势:第一,光伏与建筑一体化BIPV使建材成本的一部分变成了光伏电池的组成部分,节省了光伏电池的生产成本。
如传统玻璃幕墙作为光伏电池的构成部分,节省了再购买光伏电池的封装材料的成本。
第二,有效地利用阳光照射的空间。
阳光好的地区每天都有大量的太阳辐射照到建筑物的外表面上,把建筑物的外表面做成可以用来发电的表面材料,高效地利用了太阳辐射。
同时这也意味着无需额外用的或加建其他设施,节省了土地资源,这对于人口密集、土地昂贵的城市建筑尤为重要。
第三,光伏与建筑一体化(BIPV)发电首先为本建筑物使用,即可原地发电、原地使用,可节约电站送电网的投资和减少输电、分电损耗。
对于并网的BIPV,也可将多余的电力输送给公共电网,缓解周边用电需求;若阴雨天发电不足时,可从公共电网取电,弥补用电需要。
第四,在夏季用电高峰时,此时光伏建筑物系统(BIPV)正好吸收夏季强烈的太阳辐射,并转换成制冷设备所需要的电能,从而舒缓电力需求高峰时期的供需矛盾,具有极大的社会效益。
第五,人类居住的建筑物都可以结合光伏建筑材料,而建筑物作为人类生活的必需物,若BIPV系统成本足够低、技术足够成熟,则光伏发电会迎来巨大的市需求,从而得以空前的发展。
BIPV的不足纵然BIPV系统有众多的优势,有巨大的发展潜力,但也存在一些问题需要解决。
一是强度和韧性的要求。
建筑物作为遮档物,需要日晒雨淋,光伏材料作为建筑材料也需满足一定强度的要求。
此外,建筑物一般使用寿命长达几十年,甚至上百年,而目前光伏材料寿命最长约20多年,故提高光伏建筑材料的使用时限也是迫切的一个要求。
二是外观问题。
当太阳电池作为幕墙或者天窗时,考虑到美观以及电池板的反光造成光污染现象,需要对太阳电池的颜色和反光性提出要求。
另外,当太阳电池作为天窗或者窗户时,会将阳光档住从而影响室内的亮度,因此对太阳电池的封装材料的透光性也有一定的要求。
“光伏建筑一体化”的未来
分 为两 大类 l 类 是光 伏 方 阵 与 建筑 的“ 合 ”将 光 一 结 ,
伏方 阵依 附 于建筑 物 上 ,建筑 物 作 为光伏 方 阵载 体 , 起 支 承 的作用 。另一 类 是光伏 方 阵与 建筑 的“ 集成 ” , 光伏 组件 以一种 建筑 材料 的形 式 出现 , 伏方 阵成 为 光 建筑 不 可 分 割 的一 部 分 光顶 等 。
全 , 保 可持 续 发展 , 确 减少 环 境污 染 , 降低 减缓 全 球变
暖 的成本 。
高, 不但 要 满 足 光伏 发 电的 功 能 , 且 要 兼顾 建 筑 的 而
基 本功 能 。
“ 伏 建筑 一 体 化 ” 4方 面 的 优 点 : 先 , 阳 光 有 首 太
能是 一种 用之 不竭 的最清 洁 的可 再生 能源 , 它发 电 用 能产 生 出绿色 能源 , 开发 利用 过程 中不 会 产生任 何 生 态 方面 的 副作用 , 不会 污染 环境 。 次 , 伏 阵列一 般 其 光 作 为应 用 太 阳 能 发 电的一 种 新 概 念 , IV 是 将 BP 太 阳 能发 电( 伏) 品“ 光 产 集成 ” 到建 筑 上 的技术 。 来 自太 阳的 能 量在 提 高 能 源 效 率 和减 少温 室 气 体 排 放成 本 的 同时 , 以在加速 全 球经 济 去碳 化 方面 可 起 到关 键 的作 用 。可再 生 能源 机构 的负责 人保 罗 ・ 佛 兰 克称 : 太 阳能 的应 用及 灵活 性 是令 人难 以置信 的 , “ 安装在 闲置 的屋顶 或 外墙 上 , 无需 额外 占用 城 市建 筑 昂贵 的土 地 。特别 夏 天 的用 电高 峰季 节 , 也正好 是 日 照 量 最 大 、 伏 系统 发 电量 最 多 的 时期 , 光 能对 电 网起 到调 峰作用 。 第三 , 由于 采用 并 网光伏 系统 , 不需要 配
太阳能与建筑一体化
太阳能与建筑一体化现如今,能源危机和环境污染成为全球面临的共同挑战。
在如此背景下,太阳能作为一种可再生能源逐渐受到重视,并被应用在建筑一体化设计中。
太阳能与建筑一体化不仅能为建筑提供清洁能源,还能增加建筑的可持续性和美观性。
随着太阳能技术的进步,太阳能光电发电被广泛应用于建筑物的屋顶和立面。
通过太阳能光伏板的安装,建筑可以直接利用太阳光来产生电能。
这项技术不仅减少了对传统石油、煤炭等非可再生能源的依赖,还能降低建筑的能耗和碳排放,为环境保护作出贡献。
与传统的太阳能光伏板相比,建筑一体化的太阳能设计更加灵活和美观。
太阳能光伏建筑一体化的设计将太阳能电池板融入建筑的结构中,使其与建筑外观融为一体,呈现出美观大方的外观效果。
这样的设计不仅优化了建筑的外观和空间利用,还为建筑提供了可再生能源的供应。
值得一提的是,建筑一体化的太阳能设计还具备良好的经济效益。
尽管初始投资可能较高,但随着太阳能技术的发展和推广,太阳能板的价格逐渐下降,而且建筑一体化的设计可以减少安装和维护的成本。
同时,太阳能发电的收益可以通过供应电网或储存电池来获取,为建筑提供可靠的经济来源。
另外,太阳能与建筑一体化技术的应用也有助于改善建筑的舒适性。
太阳能光伏板的安装不仅可以为建筑提供电能,还能通过调节太阳能吸收和热量释放来改善建筑的温度和光线条件。
通过科学的太阳能设计,建筑可以减少能源消耗,提高能源效率,为居民提供更加舒适和宜居的环境。
然而,尽管太阳能与建筑一体化的潜力巨大,它仍面临一些挑战和限制。
太阳能技术的成本、效能和可靠性等方面仍需要不断的改进和突破。
此外,对于一些建筑,可能存在限制太阳能光伏板安装的空间和结构问题,需要寻找合适的解决方案。
这就需要工程师和设计师们持续努力,寻找创新的技术和设计方案。
综上所述,太阳能与建筑一体化是一种可持续发展的解决方案,可以减少对非可再生能源的依赖,降低能耗和碳排放,提高建筑的美观性和舒适性。
虽然面临一些技术和空间方面的挑战,但随着技术的改进和推广,相信太阳能与建筑一体化将在未来得到更广泛的应用。
光伏建筑一体化(BIPV)项目设计论文
浅谈光伏与建筑一体化(BIPV)项目设计【摘要】光电玻璃幕墙是指将太阳能转换硅片密封在(尤如夹层玻璃)双层钢化玻璃中,安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型生态建材。
本文中笔者通过对光伏发电与建筑物集成化设计研究,归纳了项目设计中几个关键点。
尽供业内人士参考。
【关键词】光伏发电与建筑物集成化;幕墙设计光电玻璃幕墙制品可广泛用于建筑物的遮阳系统、建筑物幕墙、光伏屋顶、光伏门窗等光伏发电。
也可用于边远山区居民、交通、通信、气象、军事等部门,如电视转播站、卫星地面站、微波中继站、公路及铁路信号灯、农用光伏系统、航标灯、灯塔等。
国际上,1996年美国就开始实施了一项称为“光伏建筑物计划”生产大量的透明光伏玻璃幕墙制品,用于建筑物的屋面、墙面及光伏智能门窗。
专家们预言,这种采用光—电建筑一体化组件的光电玻璃幕墙将成为二十一世纪的并网太阳能发电系统最为走俏的工程。
在国际上,太阳能电池在建筑物上使用与制造光电玻璃幕墙相结合的发展尤为迅速,其市场发展前景十分看好。
虽然这种新型生态建材——光电玻璃幕墙在我国的研制、生产及应用起步较晚,但美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”以及我国开展的“光明工程”将掀起中国的节能保生态建材的开发应用热潮,大大促进了光伏建材产品的发展及推广应用。
1 bipv的内涵bipv 系统即“光伏发电与建筑物集成化”(building integratedphotovoltaic),bipv提出了“建筑物产生能源”的新概念,即通过建筑物,主要是屋顶和墙面与光伏发电集成起来,使建筑物自身利用绿色、环保的太阳能资源生产电力。
光伏建筑一体化技术丰富多彩,归纳起来,分两大技术路线:1.1 一种是bapv(building attachedphotovoltaic),又称“后装式光伏建筑一体化”。
它的特点,是在建筑屋面、墙面、玻璃窗等原有构件外,加装光伏发电系统。
1.2 另一种是bipv(building integrated photovoltaic),又称“预装式光伏建筑一体化”。
浅谈光伏建筑一体化
()尽快制定 L D标准体系。在市场发展期 ,没 1 E
有 标准 就 意 味着 没有 秩序 ,甚 至成 为 阻碍 。真 正 可执 行 的 标 准 应 尽 快 出 台 ,形 成 L D 标 准 体 系 , 通 过 E “ 良币驱逐 劣 币” 的方式 推动 行业 有序 发 展 。 () 参 与 国 际 L D 标 准 制 定 。我 国要 主 动 参 与 2 E
L D照 明 国际标 准 的制 定 ,虽 然需 要 大量 的投入 ,但 E 可 以争 取通 过 国 际标 准 的制定 把 握 更 多 的行 业发 展 主
动权 。
合 适 的 L D应 用 产 品标 准 。L D行 业 是 新 兴 的发 展 E E 中的产 业 ,国内外 的标 准 都是 在 制定 当 中 ,因此 ,不 应 是 “ 定 ”标 准 ,而 应 该 是 研 究 标 准 ,使 标 准 为 制
能 源 、保护 环 境 ,推 动经 济社 会程。其 中光伏建筑一体化 因其安装简便 、外形 美观 、实用 性强 ,近年来 越来越受 到各 国政 府的重
视 ,成 为太 阳能 利用 的重 要方 面 。
电池 ,为了观赏性甚至有些夸张的设计 。通过多年实 践 ,国外 由此出现了专业 型太 阳能建筑设计与建造公
步达到国际先进标准水平。
§T 4】
2 1 年第 4 01 期
从 我 实 际情 况 来看 ,应该 继 续 在西 部 缺 电地 区
青 海 斟 技
安装 光 伏 系统 的 大型 项 目 ,对 于仅 有 部 分屋 面 采 用光 伏 系统 的小 型 家庭 系统 ,则 存在 光 伏 组 件边 缘 与屋 面
L D行 业 发展 服务 。 E
光伏建筑一体化(BIPV)在绿色建筑中的应用
绿色建筑是建筑行业 发展 的重要组成部分 , 更是未来建筑 行业发展 的重点方 向 。例 如 , 在建筑屋 顶 中的应 用 , 主要分 为平面屋顶 、 斜面屋顶等两种类 型 , 平面屋顶 可 以结合 电池板
的 角 度 进行 调 整 安 装 , 以 最 佳 的 角 度 来 获 取 最 大 的 发 电量 , 为 建 筑 用 电提 供更 可靠 的 电 力 能 源 。 在 平 面 屋 顶 设 置 光 伏 发 电 的过 程 中 , 应注意光伏发电不能 与建筑 物的功能发 生冲突 , 同
伏建筑一体化 ( B I P V) 所具 有 的美 学 、 节能 、 绿色 环保等 优势 ,
势必会在建筑行业 中得 到广泛 的推广和应 用 , 对此 , 本文 主要 对光伏建筑一体化( B I P V) 在绿色建筑中的应用进行分析。
1 光 伏 建 筑 一体 化 ( B I P V) 概 述
B I P V中应用 的光伏 发 在光 伏效应下 , 将取 之不尽 用之不 竭的太 阳能转换成人 们 日常使用 的 电能 , 再 配合 其他 的 电力 电子设 备, 如光伏逆变器 、 控制器等 , 实现供电系统的供 电目的。从微 观学的角度上分析 , 太阳光 主要 是 由不 同能量 的光子所 组成 ,
消耗 , 做到节能 的 目的, 同时也能节省用电用户 的电能开销 , 尤 其是人们生活水平的不断提升 , 用 电设 备 的数量不 断增加 , 用 电量也在不断增加 , 通过 光伏发 电技术 的应 用 , 可 以为人 们营 造更 良好 的环境… 。
3 光伏建筑一体化 ( B I P V) 在绿色建筑中的应用
之。
应用的过程 中, 主要有 以下几方面优势 。①美 学的优势 。在
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学生毕业设计(论文)题目光伏建筑一体化学院专业班级姓名学号指导教师完成日期引言太阳能光伏建筑一体化(BIPV)系统,是应用太阳能发电的一种新概念,简单地讲就是将太阳能光伏发电阵列安装在建筑的围护结构外表来提供电力。
这和系统有诸多优点,如有效利用建筑外表面、无需额外用地或者加建其他设施、节约外饰材料(玻璃幕墙等)、外观更有魅力、缓解电力需求、降低夏季空调负荷、改善室内热环境等。
光伏建筑一体化系统是目前世界上大规模利用光伏技术发电的重要市场,一些发达国家都将光伏建筑一体化作为重点项目积极推进。
近年来,国外推行在用电密集的城镇建筑物上安装光伏系统,并采用与公共电网并网的形式,极大地推动了光伏并网系统的发展,光伏与建筑一体化已经占据了整个太阳能发电量的最大比例。
光伏应用技术作为一种新型的技术,在建筑学上已经成为一种新的可行的选择。
光伏应用技术利用太阳光这种巨大的可再生能源来产生电力,其光伏转换构件既可以安装在建筑物上,又可以作为多功能建筑材料构成实际的建筑物部件,光伏建筑的产生是建筑物设计领域超越能源意识的新型设计意识,对人类生态环境起着重要作用。
光伏并网和建筑一体化的发展,标志着光伏发电由边远地区向城市过渡,由补充能源向替代能源过渡,人类社会向可持续发展的能源体系过渡。
太阳能光伏发电将作为最具可持续发展特征的能源技术进入能源机构其比例将愈来愈大并成为能源主体构成之一。
摘要:本文介绍了光伏发电原理,并对光伏发电系统的种类分别进行总结,针对不同发电系统的特点,指出了其不同的适用环境;通过对光伏与建筑结合方式的总结,系统的概括了所有光伏建筑的结合方式,并对其优劣进行对比;总结了光伏建筑的优点,分析了世界各国的光伏建筑发展情况;最后对光伏建筑前景进行了分析。
关键词:半导体;光伏建筑一体化;太阳电池;光伏幕墙目录摘要 (2)1 引言 (2)2光伏建筑一体化原理 (3)2.1太阳电池原理 (3)2.2光伏发电系统 (3)2.3 BIPV建筑一体化 (4)3光伏与建筑相结合的形式 (5)3.1建筑与光伏系统的结合 (5)3.2建筑与光伏组件的结合 (6)4 BIPV系统的发展前景 (8)4.1.光伏建筑一体化的优点 (8)4.2世界各国的光伏建筑发展情况 (8)5总结 (10)6 致谢 (11)7 参考文献 (11)2光伏建筑一体化原理2.1 太阳电池原理半导体根据导电机理的不同可分为P型半导体和N型半导体。
当太阳光照射到半导体时,半导体中的电子被激发而移动,失去电子的地方就形成空穴。
P型半导体和N型半导体结合在一起在半导体中形成“势垒”。
由P型半导体产生的电子向N型层移动,由N型层中产生空穴向P型层移动。
P型层中由于带有正电荷的空穴数目增多而带正电; N型层中由于带负电荷的电子数目增多而带负电。
当达到稳定状态时,在半导体两端产生电压,称为太阳电池的开路电压。
当用导线连接半导体两端时,光电流在外部回路中流动,称为短路电流。
最基本的太阳电池是由P—N结构构成的。
图1为典型光电池的剖面图。
图1 典型光电池的剖面图[1](光线的光子产生自由电子,顶部金属网格和底部金属板通过外电路收集和返还自由电子)2.2 光伏发电系统光伏发电系统统按其系统配置可分为独立式(stand—alone)连接电网式(grid—alone)2种。
当不可能或没必要与电网连接时,独立式光电系统(stand—alone systems)较适用(图2)。
这种系统白天产生的多余电能储存在电池组中,以备夜间及昏暗多云天使用。
图2独立式光电系统(一个独立式系统需要电池储存电力以供夜间使用,还需要一个将直流电变成交流电的反用换流器)当有电网时,就不需电池组储能了。
因为电网已经充当了一个大的蓄电池的作用。
连接电网式如图3所示。
当太阳能电池板供电不足时,由电网向用户供电,相反的,若太阳能电池板供电大于用户需求,剩余的电可通过直交流逆变换器输送到电网。
只需在连接电网时安装一块双向计量电度表即可解决电力收费的问题。
这种系统特别适合于已有电网供电的用户,不仅可省去蓄电他的设置,减少初投资和运行维护费用,而旦有利于削减因采用空调设备而造成的夏季白天用电高峰的问题。
图3 一个典型的电网连接充电系统(白天,多余的电流将流入电网,计量表会倒转)2.3 BIPV建筑一体化太阳能光伏—建筑一体化BIPV(Building Integrated Photovoltaics,)是应用太阳能发电的一种新概念:在建筑为维护结构外表面铺设光伏阵列提供电力。
可以说在众多可再生能源发电技术中,光伏发电是最绿色最环保也是最值得期待的一项技术[1]。
图4 户用型光伏建筑一体化原理图3.光伏与建筑相结合的形式光伏与建筑的结合有两种方式。
一种是建筑与光伏系统的结合,把封装好的光伏组件平板或曲面板安装在居民住宅或建筑物的屋顶上,建筑物作为光伏阵列载体,起支撑作用,然后光伏阵列再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置相连。
建筑与光伏系统相结合是一种常用的光伏建筑一体化形式,特别是与建筑屋面的结合。
另一类是建筑与光伏组件相结合。
建筑与光伏组件相结合是光伏建筑一体化的一种高级形式,它对光伏组件的要求较高。
光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求,同时还要兼顾建筑的基本功能要求。
一般的建筑物外围护表面采用涂料、装饰瓷砖或幕墙玻璃,目的是保护和装饰建筑物。
如果用光伏组件代替部分建材,即用光伏组件来做用作建材也可建筑物的屋顶,外墙和窗户,这样既可用以发电。
3.1建筑与光伏系统的结合与建筑相结合的光伏系统,可以作为独立电源供电或者以并网的方式供电。
当光伏建筑一体化系统参与并网时,可以不需要蓄电池,但需要与电网连入的装置,而并网发电是当今光伏应用的新趋势。
将光伏组件安装在建筑物上,引出端经过控制器及逆变器与公共电网连接,需要由光伏阵列及电网并联向用户供电,这就组成了户用并网光伏系统。
由于不需要蓄电池,大大降低了造价。
光伏系统与建筑物相结合的形式主要包括与建筑物屋顶相结合以及与建筑墙体相结合等方式,下面分别进行介绍。
1)光伏系统与建筑屋顶相结合将建筑屋顶作为光伏阵列的安装位置有其特有的优势,日照条件好,不容易受到遮挡,可以充分接受太阳辐射,光伏系统可以紧贴建筑屋顶结构安装,减少风力的不利影响。
并且,太阳组件可替代保温隔热层遮挡屋顶。
此外,与建筑屋顶一体化的面积光伏组件由于综合使用材料,不但节约了成本,单位面积上的太阳能转换设施的价格也可以大大降低,有效地利用了屋面的符合功能。
图5、6为光伏系统与建筑屋顶相结合的建筑实例。
图5 图62)光伏系统与建筑墙体相结合对于多、高层建筑来说,建筑外墙是与太阳光接触面积最大的外表面。
为了合理地利用墙面收集太阳能,可采用各种墙体构造和材料。
将光伏系统置于有建筑墙体上不仅可以利用太阳能产生电力,满足建筑的需求,而且还能有效减低建筑墙体的温度,从而降低建筑物室内空调冷负荷。
图7为光伏系统与建筑墙体相结合的建筑实例。
图73.2建筑与光伏组件的结合建筑与光伏组件的结合是指将光伏组件与建筑材料集成化,光伏组件以一种建筑材料的形式出现,光伏阵列成为建筑不可分裂的一部分,如光伏玻璃幕墙、光伏瓦和光伏遮阳板装置。
把光伏组件作为建材所要求的几项条件,如坚固耐用、保温隔热、防水防潮、适当强度和刚度等性能、用光伏组件替代部分建材、在将来随着应用面的扩大,光伏组件的生产规模也随之增大,则可从规模效益上降低光伏组件的成本,有利于光伏产品的推广应用,所以存在着巨大的潜在市场。
近几年,随着全球光伏产业的迅猛发展,薄膜光伏电池市场前景看好,技术日臻成熟,光伏转换效率和稳定性不断提高。
薄膜光伏电池的一个重要优点是适合做成鱼建筑物结合的光伏发电组件:双层玻璃封装性的薄膜光伏电池组件,可以根据需要,制成不同的透光率,可以替代玻璃幕墙,而不锈钢和集合物衬底的柔性薄膜光伏电池适用于建筑屋顶等需要造型的部分。
一方面它具有漂亮的外观,能够发电;另一方面,用于薄膜光伏电池的透明导电薄膜又能很好地阻挡外部红外线的进入和内部热能的散失,将成为建筑与光伏组件结合的主要方向之一。
图8 光伏与建筑结合的方式1)光伏组件与玻璃幕墙相结合将光伏组件同玻璃幕墙集成化的光伏玻璃突破了传统玻璃幕墙的单一围护功能,把以前被当做有害因素而屏蔽在建筑物表面的太阳光,转化为能被人们利用的电能,同时这种复合材料部多占用建筑面积,而且优美的外观具有特殊的装饰效果,更赋予建筑物鲜明的时代特色和技术特色,已经成为光伏建筑一体化应用的一道亮丽风景线。
2)光伏组件与遮阳板的结合将光伏系统与遮阳装置构成多功能建筑构件,一物多用,既可以有效利用空间为建筑物提供遮挡,又可以提供能源,在美学与功能两个方面都达到了完美的统一。
3)光伏组件与屋顶瓦板相结合光伏组件与屋顶相结合的另一种光伏系统:太阳能瓦。
太阳能瓦是太阳能光伏电池与屋顶瓦板结合形成一体化的产品,这一材料的创新之处在于使太阳能与建筑达到真正意义上的一体化,该系统直接铺在屋顶上,不需要在屋顶上安装支架,太阳能瓦由光伏模块组成,光伏模板的形状、尺寸、铺装时的构造方法都与平板式的大片屋面瓦一样。
4)光伏组件与窗户及采光顶相结合光伏组件若是用于窗户、采光顶等,则必须能够透光,就是说既可以发电又可以采光。
除此之外,还要考虑安全性、外观和施工简便等因素。
图9为光伏组件与窗户及采光顶相结合的建筑实例。
图94.BIPV系统的发展前景4.1光伏建筑一体化的优点从建筑学、光伏技术和经济效益方面的观点来看,光伏发电技术和建筑学相结合的光伏建筑一体化有如下优点:1、无需占用宝贵的土地资源;2、建筑物光伏发电不需要安装额外的基础设施;3、能有效的减少建筑能耗,实现建筑节能;4、能够降低建筑物室内冷负荷;5、建筑物光伏发电可以提供创新方式改善建筑物的外观审美;6、安全环保,增加楼盘的整体品质。
4.2世界各国的光伏建筑发展情况在能源和环保压力的促进下,太阳能光伏技术已逐步成为国际社会走可持续发展道路的首选技术之一。
事实已经证明,对于几kW以下的系统,采用太阳光伏发电是最为理想的。
光伏(PV)技术除传统的单独用户及特殊领域应用外,正在向高水平和大规模方向发展。
BIPV的联网发电已成为近年来PV应用的主要方向和热点。
联合国能源机构最近发布的调查报告显示,BIPV将成为21世纪的市场热点,太阳能建筑业将是21世纪最重要的新兴产业之一。
各国一直在通过改进工艺、扩大规模、开拓市场等,大力降低光伏电池的制造成本和提高其发电效率。
近年来,世界光伏市场发生了很大变化:由过去的农村独立运行(提水、照明等)和通讯设备、卫生保健、导航浮标等领域转向并网发电和与建筑物结合的常规供电;开始由作为补充性能源逐步向替代性能源过渡。
现在分别介绍一下不同国家的发展情况。