光伏幕墙

光伏幕墙

——对无锡尚能研发楼与康乐中心BIPV幕墙工程的探索

江苏南通二建集团有限公司季冬

摘要：随着《中华人民共和国可再生能源法》在2006 年实施，光伏由原来的产业逐步渗透至建筑行业上。本文通过对无锡尚能光伏幕墙功能及工艺流程的分析，它是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一体的新型建筑幕墙；是一种高科技产品，代表着国际上建筑光伏一体化的最新发展方向。

关键词：光伏幕墙光电模板 BIPV的双玻璃光伏组件

一、前言

地球上每平方米土地每年所获得的太阳直射光和斜射光平均为1000 千瓦时，怎样才能有效利用大自然所赋予的宝贵财富呢？早在100多年前，人们就发明了光电模板，即利用光照使浸入电解液的锌电板产生电流。到了1954年，美国研究人员使用元素硅取得巨大成就，光电模板首先被用在宇宙航行上。现在，人们越来越关注健康，绿色环境意识日益增强，科技发展进步已将光电模板装入建筑幕墙中变为可能，应用光伏幕墙的时代到了。

二、发光无污染的光伏幕墙

光电模板简称为PV，已是使用三、四十年的光电材料，它的优点是可在气候恶劣的情况下照常工作。这是一种完善的技术，可应用于许多领域，比如将光电模板装入建筑幕墙中，无需再增加建筑平面面积。

那么，光能是如何转变成电能，又是如何运用到幕墙上呢？

设计光伏幕墙需考虑电池、模板、导线和变压器各个因素，各电池组成模板，各模板组成小分格，并通过导线连接，所有导线又组成一个 PV变压器。一个PV变压器是一个封闭的幕墙部分，每套光电设备可由一个或多个变压器组成。每套光电设备都先产生直流电，再由直流电转变成交流电，并由电压网传输，逆整流器再将230／400伏的电压转变成频率通常为50赫兹的电能。

晶体电池通过导线相互连通，并被接在大表面的模板上，这些电池被嵌入坚硬的树脂玻璃中，导线可接在模板背面或玻璃边缘。作为模板一个组成部分的非晶体是一个完整的平面，相互连通，被嵌入两块玻璃和透明度高的树脂中。所有模板都可作为幕墙的建筑材料使用，这些模板极为坚固，电绝缘性好，符合二级安全标准。采取这些措施后，即使发生失误，在可触摸部位也不会出现危险的电压。光电模板具备抵御外界环境侵扰的能力，或在臭氧，或在酸雨，或在零下50摄氏度至90摄氏度的环境中，光电模板仍可使用几十年，而且是极为美观的造型材料。

三、应用简介

光伏幕墙充分体现了建筑的节能化与人性化特点，实际上它就是太阳能光伏幕墙玻璃。进入90年代后，随着常规发电成本的上升和人们对环境保护的日益重视，一些国家纷纷实施、推广太阳能屋顶计划，并提出了“建筑物产生能源”的新概念，由此推动了光电技术的大规模开发与应用。美国、日本、德国、意大利、印度等许多国家都已建有太阳能屋顶或外墙的建筑。

在1991年慕尼黑最大的建筑行业展览会上，旭格公司首先展出了光伏幕墙，这是一个发展项目，也是将光能应用于建筑装饰业的开始，自此，光伏幕墙这一产品的应用引起了专业人士的关注。

目前，中国最大的太阳能光电系统安装在无锡尚能研发楼与康乐中心玻璃幕墙上。无锡尚能研发楼及康乐中心光伏玻璃幕墙总面积23235㎡，幕墙种类主要有：不锈钢拉杆驳接钢结构式框架玻璃幕墙、框架半隐框中空夹胶玻璃幕墙、铝板幕墙，点式驳接玻璃幕墙、遮阳系统、电动排烟窗等。该项目由江苏南通二建集团总承包，沈阳远大铝业工程有限公司专业分包，它是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一体的新型建筑幕墙；是一种高科技产品，代表着国际上建筑光伏一体化的最新发展方向

。

无锡尚能研发楼与康乐中心光伏玻璃幕墙

无锡尚能研发楼与康乐中心光伏玻璃幕墙西立面图

项目整体由研发楼及康乐中心组成，两者之间通过连廊连接。建筑地上7层，幕墙总高度37m。西立面光伏玻璃幕墙是整个工程的亮点，采用带倾斜角度的不锈钢拉杆驳接钢结构框架式玻璃幕墙系统，

南北立面呼应一致，整体结构轻盈通透，顶部采用框架式玻璃采光顶

结构。

无锡尚能光伏幕墙是国内标志性绿色环保建筑。随着节能和环保

的需要，我国正在逐渐接受这种光伏幕墙。为了满足国内市场需求，

已经有多家企业通过与海外企业合资、合作，引进、生产这种光伏幕墙产品。在研发具有自主知识产权的光伏幕墙产品方面，国内业界紧紧追踪国际先进技术，成功地应用在无锡尚能工程项目上，其采用的光伏幕墙有效面积约为7100平方米，设计峰值发电功率约800千瓦，建筑标高37米，是我国第一幢发电功率最大的光伏玻璃幕墙建筑。

太阳能光伏幕墙集合了光伏发电技术和幕墙技术，充分利用建筑物的表面和空间，把传统幕墙试图屏蔽在建筑物外的太阳能转化成对人们有益的电能，最大特点是具有通风换气、环保、节能的功能，节省了对地球珍贵化石类能源的消耗，降低了对环境的污染，同时为现代建筑提供一种新的美学装饰效果。

光伏幕墙首先是一种高科技的建筑外壳，可满足抵御恶劣天气的所有要求，当然也可满足建筑物理上的要求，比如阻燃、隔热和消音等。

光伏幕墙加装光电模板后，节省了传统的建筑材料，比如光电模板可代替抛光的自然建材。光伏幕墙也大大减轻了环境的负担，因为它保护自然资源免受损失。特别是太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气体，也无噪音，是一种净能源，与环境有很好的相容性。

光伏幕墙的最大优点在于，它不需燃料，不产生废气，无余热，无废渣，无噪音污染，可用来发电。由于能发电，可少交电费，在国外还可将多余的电卖给电力局。由此可见，光伏幕墙本身就是一种可以产生经济效益和绿色环保效益的高科技新产品。

四、结束语：

国家可再生能源中心长期发展规划提出，到2010年光伏发电累计装机达到300MWp，2020年达到1.8GWp。虽然这个目标比较保守，但如果国家政策加以支持，相信会有更快的发展。我国的建筑众多，建筑构造如果充分考虑环境能源技术，在光伏产品特别是可用于BIPV 的双玻璃光伏组件，这个既环保又能发电的绿色建材产品是值得推荐的。借鉴欧洲、美国、日本等发达国家，在建筑主体的设计前阶段，将太阳能的利用与建筑设计融合与一体的做法，充分利用空间能源，造福人类的新型建材产品，用于建筑BIPV上的双玻璃太阳能光伏组件、系统应该政府推广和支持，也是幕墙行业利用新技术应用在建筑上利国利民的大事。