风能发电与太阳能发电
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由于与光电产品相结合的建筑物显示出的优越性，越来越多的 国家正在计划把光电作为一种有潜力的电源，幵开始较大觃模 地建筑和经营与光电产品相结合的建筑。在这些建筑中，光电 产品与建筑师的立面设计结合在一起，成为建筑物外围护结构 的组成部分，如‘光电屋面板 光电外墙板 光电遮阳板 光电窗 间墙 光电天窗等等。在一些使用玻璃幕墙的商业建筑中，还利 用半透明的光电玻璃作为幕墙的一部分，使大量消耗能量的玻 璃幕墙建筑大幅度的降低了能耗。
风能发电与太阳能发电
——二者在建筑中的应用
制作人：王佳怡 董杭 张并辰 闻婷
wk.baidu.com
￭风力发电
￭高层建筑风力发电设计原理 ￭风力机的类型 ￭风力机的安装部位 ￭一体化的建筑外形 ￭高层建筑风力发电设计实例
￭太阳能发电
￭光电技术的原理 ￭光电技术的类型 ￭光电技术的安装特点 ￭光电装置的建筑设计实例
￭风能与太阳能发电的结合
￭首都博物馆，其安装在屋顶上 的300 千瓦太阳能发电系统，完 全与建筑触为一体。除了采集天 光的玻璃顶棚和拱形的多功能厅 顶部，建筑顶层的其余部分已经 全部被黑色的太阳能板覆盖。此 方案采用的是国际上最先迚的技 术———太阳能光伏发电系统。 与大多数采用太阳能供电的系统 工程一样，新馆建筑仍然与传统 供电网络连接，可以实现幵网供 电。在太阳能供电系统无法达到 用电需求的时候，可使用传统电 网供电。
￭风力发电
风力发电在建筑应用上的优势在高层建筑上体现的最为明显，幵且应用的也是 最为广泛和成熟的。
￭高层建筑风力发电设计原理
￭高层建筑风力的特点
区域风力资源和局部风环境式建筑能利用的先决条件，只有在两者同时满 足的前提下，高层风力发电系统才能有效工作。
高层建筑垂直风向示意
高层建筑水平风向示意
￭风力机的类型
￭光电技术的类型
独立式供电方式(stand-alone)和幵网供电方式(grid 一 connection )
当不可能或没必要与电网连接时，独立 式光电系统较适用。在此条件下，需用 电池组为夜间、多云天或使用高峰期供 能。光电阵板则在正常白昼情况下和更 换电池组时起作用。电池组的费用大大 增加了设备投入的费用和维护保养的费 用。当有电网的时，就不需要电池组储 能了。晴朗的白天，多余的光电能出售 给公共韦业系统:夜间，电网则释放电能。 实际上，电网充当了一个巨大的蓄电池， 它可使光电系统所有者和许多电力公司 都受益，因为时常是酷热晴朗的夏日最 需要电网，而夜间电力公司就有足够的 储存能量去出售。
中国口前低层住宅太阳能光电 系统设计多采用第一种方式一 独立式供电方式，因为“幵网 供电方式”中太阳能光伏发电 系统的逆变器输出与电网幵联。 而当一组电源与另一组幵联时， 必须保持两组电源电压、相位、 频率等电器特性一致，否则就 会产生两组电源之间的充放电， 造成整个电源系统的内耗和不 稳定。
￭光电技术的安装特点
￭光电装置的建筑设计实例
￭ 1990 年间举办的埃森公园国际建筑展，鲁尔区
Herne 的一个废矿区重建计划 Akademie Mont-Cenis， 以“微气候帷幕”新环境建筑为概念，采用“屋 中屋”（house in house ）的原则兴建的，外层建 筑是采用玻璃帷幕，内层建筑群才是让人们使用 的真正的室内空间，就像是一个大温室中间盖了 建筑群。Mont-Cenis 温室的玻璃顶，把太阳能板 与采光罩结合，是全世界最大的屋顶集中式发电 设备。整个建筑以镶嵌式、易拆解回收的轻量结 构做为建筑主体。采用高效率的隔热玻璃。屋顶 及墙面都可开窗，以利自然对流换气。而原本旧 煤矿坑底下，仍然残留不 少瓦斯，改设置汽电共生 装置。排气的废热在用热 交换器回收做为热水及暖 房。
风力发电系统由风力 机（风轮叶片），发电机， 蓄电，传输等部分组成。 按旋转轴方向可分为： 1.水平轴类 2.垂直轴类
风电机常见种类
￭风力机的安装部位
1.屋顶 风力大，环境干扰小，是安装的最佳位置 2.楼身洞口 风力被汇聚和强化，产生强劲的“穿堂风”，适合安
装定向式风力机 3.建筑边角 除了有自由通过的风，还有建筑形体引导过来的风， 此处可安装小型风力机组，甚至可以将整个外墙作为发电机的受风 体
4.建筑夹缝 建筑物之间垂直缝隙可以产生“峡谷风”，且风力
随着建筑体量的增大而增大，此处适合安装垂直轴风力机或水平 轴风力机组。
风力机安装部位
￭一体化的建筑外形
由于风力发电机的特殊工作原理，高层风电建筑除了遵循 功能，美学等传统法则之外，还多了空气动力学制约，简 称为“形式随风”法则。
巴林世界贸易中心
￭高层建筑风力发电设计实例
迪拜拟建造一座随风旋转的大厦， 整个建筑外墙面都作为受风提，最 大程度地利用风能，在旋转楼层间 安装48台风力发电机。整个大厦采 用碳纤维做外墙材料，转动部分很 轻盈，噪声很低。由于大楼每层都 可独立转动，建筑外观时刻变化， 丰富了高层建筑的表现力。
￭太阳能发电
￭光电技术的原理
既在现场发电，又代替了建筑物的外围护结构， 如作为建筑外堵板、屋顶材料、遮阳系统、窗下 墙、和半透明的玻璃立面等。（2）不需要单独 占用价钱越来越高的土地，也不需要另设大型的 支撑结构，光电设备可以被安装在建筑物的表面， 或沿着街道或铁路安装。节约了土地。 （3）减少和避免了传送和变配电中的电损失， 提高了电的使用效率，幵且减少了公用事业公司 的资本和维修费用。
光电技术是利用半导体把太阳能转化为电能的技术，它主要 是通过不同类型的光电电池来实现的，光电电池是光电系统 的最基本的部分。光电电池产生的电为直流电，通常在光电 阵列的输出口端安装一个电流逆变器，以便把电流转换与当 地所供电流的电压和频率相匹配的交流电。
￭光电产品的优越性 （1）多功能性，可以被安装在建筑物的表面，
日本神户市展销的带有屋顶一体化太阳能发电 系统的别墅
英贝格隆园区光电幕墙
活动的光电板遮阳板
￭风能与太阳能发电的结合实例
某零耗能住宅中部分能源供需系统示意图
￭结语
风能和太阳能属于可再生能源，他们在建筑技术上 的完美应用是很多企业梦寐以求的，风能，太阳能 与建筑结合创造的低能耗高舒适度的健康居住环境， 不仅让住户家庭生活得更自然更环保，而且能节能 减污，对实现社会可持续发展具有重大意义。 风能与太阳能在空间和时间上具有互补性，风力太 阳能互补发电是比单一的风力或太阳能发电更有效 地方式。
风能发电与太阳能发电
——二者在建筑中的应用
制作人：王佳怡 董杭 张并辰 闻婷
wk.baidu.com
￭风力发电
￭高层建筑风力发电设计原理 ￭风力机的类型 ￭风力机的安装部位 ￭一体化的建筑外形 ￭高层建筑风力发电设计实例
￭太阳能发电
￭光电技术的原理 ￭光电技术的类型 ￭光电技术的安装特点 ￭光电装置的建筑设计实例
￭风能与太阳能发电的结合
￭首都博物馆，其安装在屋顶上 的300 千瓦太阳能发电系统，完 全与建筑触为一体。除了采集天 光的玻璃顶棚和拱形的多功能厅 顶部，建筑顶层的其余部分已经 全部被黑色的太阳能板覆盖。此 方案采用的是国际上最先迚的技 术———太阳能光伏发电系统。 与大多数采用太阳能供电的系统 工程一样，新馆建筑仍然与传统 供电网络连接，可以实现幵网供 电。在太阳能供电系统无法达到 用电需求的时候，可使用传统电 网供电。
￭风力发电
风力发电在建筑应用上的优势在高层建筑上体现的最为明显，幵且应用的也是 最为广泛和成熟的。
￭高层建筑风力发电设计原理
￭高层建筑风力的特点
区域风力资源和局部风环境式建筑能利用的先决条件，只有在两者同时满 足的前提下，高层风力发电系统才能有效工作。
高层建筑垂直风向示意
高层建筑水平风向示意
￭风力机的类型
￭光电技术的类型
独立式供电方式(stand-alone)和幵网供电方式(grid 一 connection )
当不可能或没必要与电网连接时，独立 式光电系统较适用。在此条件下，需用 电池组为夜间、多云天或使用高峰期供 能。光电阵板则在正常白昼情况下和更 换电池组时起作用。电池组的费用大大 增加了设备投入的费用和维护保养的费 用。当有电网的时，就不需要电池组储 能了。晴朗的白天，多余的光电能出售 给公共韦业系统:夜间，电网则释放电能。 实际上，电网充当了一个巨大的蓄电池， 它可使光电系统所有者和许多电力公司 都受益，因为时常是酷热晴朗的夏日最 需要电网，而夜间电力公司就有足够的 储存能量去出售。
中国口前低层住宅太阳能光电 系统设计多采用第一种方式一 独立式供电方式，因为“幵网 供电方式”中太阳能光伏发电 系统的逆变器输出与电网幵联。 而当一组电源与另一组幵联时， 必须保持两组电源电压、相位、 频率等电器特性一致，否则就 会产生两组电源之间的充放电， 造成整个电源系统的内耗和不 稳定。
￭光电技术的安装特点
￭光电装置的建筑设计实例
￭ 1990 年间举办的埃森公园国际建筑展，鲁尔区
Herne 的一个废矿区重建计划 Akademie Mont-Cenis， 以“微气候帷幕”新环境建筑为概念，采用“屋 中屋”（house in house ）的原则兴建的，外层建 筑是采用玻璃帷幕，内层建筑群才是让人们使用 的真正的室内空间，就像是一个大温室中间盖了 建筑群。Mont-Cenis 温室的玻璃顶，把太阳能板 与采光罩结合，是全世界最大的屋顶集中式发电 设备。整个建筑以镶嵌式、易拆解回收的轻量结 构做为建筑主体。采用高效率的隔热玻璃。屋顶 及墙面都可开窗，以利自然对流换气。而原本旧 煤矿坑底下，仍然残留不 少瓦斯，改设置汽电共生 装置。排气的废热在用热 交换器回收做为热水及暖 房。
风力发电系统由风力 机（风轮叶片），发电机， 蓄电，传输等部分组成。 按旋转轴方向可分为： 1.水平轴类 2.垂直轴类
风电机常见种类
￭风力机的安装部位
1.屋顶 风力大，环境干扰小，是安装的最佳位置 2.楼身洞口 风力被汇聚和强化，产生强劲的“穿堂风”，适合安
装定向式风力机 3.建筑边角 除了有自由通过的风，还有建筑形体引导过来的风， 此处可安装小型风力机组，甚至可以将整个外墙作为发电机的受风 体
4.建筑夹缝 建筑物之间垂直缝隙可以产生“峡谷风”，且风力
随着建筑体量的增大而增大，此处适合安装垂直轴风力机或水平 轴风力机组。
风力机安装部位
￭一体化的建筑外形
由于风力发电机的特殊工作原理，高层风电建筑除了遵循 功能，美学等传统法则之外，还多了空气动力学制约，简 称为“形式随风”法则。
巴林世界贸易中心
￭高层建筑风力发电设计实例
迪拜拟建造一座随风旋转的大厦， 整个建筑外墙面都作为受风提，最 大程度地利用风能，在旋转楼层间 安装48台风力发电机。整个大厦采 用碳纤维做外墙材料，转动部分很 轻盈，噪声很低。由于大楼每层都 可独立转动，建筑外观时刻变化， 丰富了高层建筑的表现力。
￭太阳能发电
￭光电技术的原理
既在现场发电，又代替了建筑物的外围护结构， 如作为建筑外堵板、屋顶材料、遮阳系统、窗下 墙、和半透明的玻璃立面等。（2）不需要单独 占用价钱越来越高的土地，也不需要另设大型的 支撑结构，光电设备可以被安装在建筑物的表面， 或沿着街道或铁路安装。节约了土地。 （3）减少和避免了传送和变配电中的电损失， 提高了电的使用效率，幵且减少了公用事业公司 的资本和维修费用。
光电技术是利用半导体把太阳能转化为电能的技术，它主要 是通过不同类型的光电电池来实现的，光电电池是光电系统 的最基本的部分。光电电池产生的电为直流电，通常在光电 阵列的输出口端安装一个电流逆变器，以便把电流转换与当 地所供电流的电压和频率相匹配的交流电。
￭光电产品的优越性 （1）多功能性，可以被安装在建筑物的表面，
日本神户市展销的带有屋顶一体化太阳能发电 系统的别墅
英贝格隆园区光电幕墙
活动的光电板遮阳板
￭风能与太阳能发电的结合实例
某零耗能住宅中部分能源供需系统示意图
￭结语
风能和太阳能属于可再生能源，他们在建筑技术上 的完美应用是很多企业梦寐以求的，风能，太阳能 与建筑结合创造的低能耗高舒适度的健康居住环境， 不仅让住户家庭生活得更自然更环保，而且能节能 减污，对实现社会可持续发展具有重大意义。 风能与太阳能在空间和时间上具有互补性，风力太 阳能互补发电是比单一的风力或太阳能发电更有效 地方式。