双玻光伏组件

双玻光伏组件

在BIPV上的应用

广东金刚玻璃科技股份有限公司

广东金刚玻璃科技股份有限公司是研制、生产特种玻璃的高科技民营企业。

产品：高强度防火玻璃、防炸弹玻璃、光伏玻璃，建筑安全玻璃等。在国内外三百多个工程中应用。

自2000年起，我司开始对太阳能组件的研究与开发。

2006年，我司与中山大学太阳能研究所进行技术合作，再次成功研发出可直接应用于建筑一体化（BIPV）的“双玻璃光伏组件”。

1 双玻璃光伏组件的性能介绍

1.1 双玻璃光伏组件定义

由两片玻璃，中间复合太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串、并联汇集引线端的整体构件，称为：双玻璃光伏组件Double-glazed solar pv module。

1.2 双玻璃光伏组件组成

双玻璃光伏组件的①两片玻璃必须是钢化安全玻璃；②向光的一面玻璃必须是超白玻璃③电池片包括：单晶硅、多晶硅、非晶硅其中的任意一种；④复合层必须是聚乙烯醇缩丁醛树脂（PVB）复合层（国家建筑玻璃安全规范要求），例如图一。

1.3 采用PVB膜制作的双玻璃光伏组件的特点

PVB膜具有如下的技术参数：

密度：1.071g/m3

抗张强度：>22N/㎡

紫外截断：375nm

可见光传导：90%

双玻璃光伏组件的PVB夹层膜是由聚乙烯醇缩丁醛树脂，经增塑剂DHA塑化挤压而成型的一种高分子材料。对玻璃具有良好的粘结性，具有透明、耐热、耐寒、耐湿、抗紫外线、机械强度高等特性。

PVB夹层膜已经广泛应用在建筑夹层玻璃，其在受到外来撞击时，由于弹性中间层有吸收冲击的作用，可阻止冲击物穿透，即使玻璃破损，也只产生类似蜘蛛网状的细碎裂纹，其碎片牢固地粘附在中间层上，不会脱落四散伤人。PVB膜制成的组件也能满足GB

9962-1999、ENISO12543第1-6部分.夹胶玻璃.安全夹胶、EN356抗人工击打试验与分级。

光伏幕墙与建筑结合，作为建筑体外围护的一部分，除了能起到关键的发电目的之外，还要满足建筑用安全玻璃的要求。从材料的优选角度，PVB夹层膜更优。

1.4 双玻璃光伏组件独具特色

可以直接作为建材产品，无需重复建设，节省费用；组件的形状多样，规格尺寸多样，其中的电池片排列组合形式多样，满足设计师根据不同建筑风格设计不同光伏组件；电池片排列的距离不同可以满足不同采光需要。

1.5 双玻璃光伏组件电性能检测的数据分析

下面选用三个组件进行电性能实验：

组件规格：1350mm×650mm，数量3片；

组合：6mm表面超白钢化玻璃+1.52PVB膜+单晶硅电池片+1.52PVB膜+6mm普通钢化玻璃的组件；

硅片：单晶硅电池片选用规格是125×125共36片组成串联方式，转换率是16.50%； 实验条件：标准温度25°C，标准光强度1000 W/m2，温度电压系数-0.0792 V/°C，温度电流系数0.0003%/°C，模块温度28.4°C，实际光强度970 W/m2；

双玻璃太阳能光伏组件独有的特色

1、利用太阳能光伏发电；

2、可以作为建筑安全玻璃组件，具有建筑安全玻璃的抗冲击、破碎状态等安全性能；

3、可以作为非承重墙或承重屋面用于建筑，是一种绿色环保建材产品；

4、规格尺寸、外观形状可根据设计师要求定做，具有多样性和艺术性。

与普通光伏组件的主要不同之处是

1、直接作为建材产品，无需重复建设；

2、抗冲击等安全性能高于普通光伏组件；

3、增加了透光性能，又能起到装饰性和遮阳双重作用。

2 双玻璃光伏组件的建筑适应性

2.1 建筑的要求

建筑物需要以玻璃作为建筑材料的下列部位必须使用安全玻璃

1、7层及7层以上建筑物外开窗；

2、面积大于1.5㎡的窗玻璃底边离最终装修面小于500mm的落地窗；

3、玻璃幕墙；

4、倾斜装配窗、各类天棚（含天窗、采光顶）、吊顶；

5、观光电梯及其外围护；

6、阳台、平台栏板；

7、公共建筑物的出入口、门厅等部位；

8、易遭受撞击，冲击而造成人体伤害的其他部位。

2.2 适应性

由PVB膜夹层而成的双玻璃光伏组件就是在建筑夹层安全玻璃的基础上衍生出来的新型建筑材料，其不但符合建筑的安全要求还要能起到发电的功能。

3 双玻璃光伏组件在BIPV应用上应考虑要素

3.1 日照量问题

要考虑建筑物的周边环境，尽量避开或远离遮蔽物；建筑物的朝向尽量为东西向或南北向；根据当地的经纬度，确定屋顶的倾斜角度；一般情况，由于地球是不停围绕太阳公转，所以屋顶倾斜角度对整体太阳能发电量影响不大，一般不超过5%；相同角度，相同功率的太阳电池，东、西屋面的发电量几乎相等。当然作为建筑物本身位置、设计美感的要求，要完全按单纯发电功能的设计进行安装组件是不可能的，有些建筑物在改造中要具体考虑实际中的应用,根据日照角度选择适合的双玻璃光伏组件。

3.2 组件的安全性

从安全幕墙玻璃的要求出发，选用PVB膜夹成的双玻璃光伏组件。作为建筑幕墙使用的双玻璃光伏组件在使用中还要考虑当地的风力、是否处于台风常发地、是否作为非承重墙。例如在风力大的位置须从建筑力学方面考虑使用背面玻璃较厚的双玻璃光伏组件等等。

4 国外BIPV的应用情况

太阳能光伏发电在城市的推广的最好型式就是与建筑物结合并与市电并网。德国就是最早提出光伏建筑结合的国家，也就是所谓的“屋顶计划”。像美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”中就有应用到双玻璃光伏组件。

双玻璃光伏组件是透明光伏组件中的一种，在初期有应用到的主要是采用（EVA膜）作为电池片夹层组件或者是采用湿式灌胶固化方式制作的透明组件。由于这两种材料作为非BIPV生产组件已经是较为传统的生产工艺，所以目前生产商从便利出发更倾向于用其作为封装材料。

随着人们对建筑一体化的要求越来越高，除了利用建筑体发电之外还要考虑建筑安全，欧洲不同国家有新的建筑规章，现在大多国家采纳了满足建筑安全和保安性能的（PVB）膜作封装材料的双玻璃光伏组件。尤其是德国对幕墙安全玻璃有严格要求，不准采用EVA 和湿法灌胶固化方式制作的层压玻璃用于幕墙建筑上。在采光屋顶玻璃光伏组件、阳台光伏组件和幕墙玻璃光伏组件系统中，夹层安全玻璃不得不日益被一体化以防止人们因玻璃破碎而造成伤害。目前，欧洲也侧重在使用PVB夹层膜封装双玻璃光伏组件。