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6
2）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7
3.2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9
4.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。
1）美国
1993年6月，美国能源部和国立再生能源实验室签定五年合同，实施“PV：BONUS”计划，耗资2 500万美元发展与建筑相结合的光伏产品，即建筑幕墙光伏器件和大型屋顶光伏组件等。
为了促进美国光伏产业的快速发展，降低光伏发电成本以及节约能源和保护环境，美国前总统克林顿1997年6月26日在联合国环境与发展特别会议上宣布美国将实施“百万太阳能屋顶”计划，到2010年要在全国范围的住宅、商业建筑、学校和联邦政府办公楼屋顶上安装100万套太阳能系统，包括光伏系统和太阳能集热器，可以供应电力和热水。为此，1998财政年度美国政府的光伏研究经费增加了30％。
2）日本
日本很重视光伏与建筑相结合的技术。20世纪90年代，政府资助一些大学、研究所和公司进行开发研究。如三洋电气公司推出了几种非晶硅电池与建筑材料相结合的产品（三洋公司在非晶体太阳电池技术方面是世界一流的）：一种是做成曲线形瓦片形状，每片面积为305平方厘米、输出功率2.7 WP，价格比较昂贵；另一种是90cm×35cm的平板非晶硅电池组件，组件背面有“脚”便于安装，一般用做屋顶材料。三洋电气公司还推出了半透明和不透明的非晶硅玻璃组件，用于商业建筑物的垂直幕墙。其半透明组件的透光率为30％，既可作为窗户采光用，又可用于发电（目前德国也有类似产品）。以上光伏组件已安装在三洋电气公司、Fsukasa电力公司等办公楼建筑物上。
1997年，通产省又宣布执行“七万屋顶”计划，安装了37 MWP屋顶光伏系统。
该计划使日本成为该年度世界最大的光伏组件市场。日本政府计划到2000年安装400 MW、2010年安装4 600 MW光伏发电系统。
1998年，日本三家公司（清水建筑、夏普、川崎制铁）合作研制一种新型建筑材料，即把太阳能电池安装在建筑材料里，并按需要做成三种，用做屋顶和外墙。
3）德国
1990年首先开始实施“一千屋顶计划”，在私人住宅屋顶上推广容量为1～5kWP 的户用联网光伏系统。
在光伏器件与建筑相结合方面，ASE所属几家公司分别推出了多种光伏组件，其中有大尺寸（1.5 m×2.5m）的无边框非晶硅组件，每块组件功率可达360Wp，可用于垂直外墙和倾斜屋顶；也推出了尺寸为1 m×0.6m的非晶硅不透明组件，可分别用于屋面、垂直幕墙和窗户。
目前世界上最大的太阳能屋顶光伏系统安装在新慕尼黑贸易展览中心。
4）印度
印度近年来大力推广应用太阳能，已取得了很大成绩。在发展中国家，印度的光伏产业及应用市场居领先地位；据报道，目前已成为继美国之后的第二大单晶硅太阳能电池生产国。全国已有40万套光伏系统用于多种应用领域。并且，政府正在组织一些研究和生产机构开展光伏器件与建筑相结合的研究开发。
1997年12月18日印度政府宣布，到2002年要在全国范围内推广150万套太阳能屋顶。
5）中国
中国的太阳能光伏技术也具有了一定的规模。据统计，截止1997年底，我国已完成并正常使用的太阳能光伏发电系统装机容量为10～15MW，主要用于边远地区居民的供电。随着光伏发电领域的转变，我国的BIPV系统的研究与开发已取得了很大的发展。“九五”期间我国在深圳、北京分别成功建成17kWp、7kWp光伏发电屋顶并实现并网发电。在世界银行捐赠及双边或多边技术合作的支持下，预计我国光伏市场年销售量将以20％的年增长速度发展，到2010年可望超过10MW.
香港特区政府为支持环保工业，香港工业署日前拨款170万港元给香港理工大学，建立第一座“光伏建筑”实验系统，以太阳能为大厦提供部分电力。
紧紧围绕降低光伏发电成本的各种研究开发工作一直在发达国家紧张地进行。在光伏系统方面，目前已开发出带微型逆变器的光伏组件，这将给光伏系统安装及与建筑集成带来革命性的变化。
BIPV的开发是目前世界上大规模利用光伏技术发电的一大研究热点，西方发达国家都在作为重点项目积极进行。除了在屋顶安装光伏电池板外，已推出了把光伏电池装在瓦片内的产品。
在现代飞速发展的智能建筑（IB）中，楼宇自动化系统（BAS）是一个重要组成部分。对于BIPV系统，其本质上是属于楼宇设备的范畴，但在目前关于BAS的资料文献中还没有被纳入其中。笔者认为，BIPV系统应当纳入BAS.未雨绸缪，在实际建筑施工中应当预留光伏阵列的铺设装置；在综合布线系统（PDS）中，应当预设光伏设备的接入端口和线路匣，为以后光伏组件与楼宇设备的结合作准备。随着光伏组件的广泛应用和价格大幅度下降，未来实现智能化的建筑物必定要配装BIPV系统，同时这也是对IB内容的一个重要补充。
可以预计，光伏与建筑相结合是未来光伏应用中最重要的领域之一，其发展前景十分广阔，并且有着巨大的市场潜力。
由于价格、法规等因素，BIPV系统在短期内还难以大规模普及，但随着常规能源的日
益枯竭、人们环保意识的日益提高，以及由此促进的制造工艺的革新和技术的发展，BIPV 一定会展现出强大的生命力。[2]
5.总结
随着国际石油价格持续上涨和国内煤炭价格上调压力的增大，我国能源供应正面临着前所未有的严峻形势。地球上的环境由于大量燃烧矿物能源已产生很明显的变化，人们世代赖以生存的环境正在逐渐恶化，减少传统常规能源的消耗量、节能减排、保护环境的迫切性已引起我国各级政府的高度重视。建筑能耗是各行中的耗能大户，我国已经接近占总能耗的30%，如何有效地降低建筑能耗是目前人们关注的焦点之一。“开源节流”是解决能源安全问题的唯一选择，在大力节能的基础上人们的努力方向。太阳能按如何使用可再生能源，降低建筑物传统能源消耗量是近几年以其清洁，用之不竭的特性近几年再次引起人们的高度关注，比如太阳能光伏建筑发电产品的生产和销售平均每年都以超过30%的速度增长，太阳能光伏建筑发电和太阳能热利用将成为最普及的建筑物可再生能源利用形式。
太阳能在建筑上的应用最为有效的方法之一是采用建筑光伏一体化（BIPV）,即光伏建筑，在建筑物上镶嵌太阳能光伏板发电为建筑物提供全部或部分电力。建筑物能耗通常占一个国家和地区全部能源消耗的30%~50%，利用光伏建筑发电对于减少常规电力消耗量，降低供电高峰负荷和保护地球环境具有重要的意义。
随着全球气候的急速变化，发展中国家对能源需求量的增加，矿物质燃料的逐步短缺和耗尽，能源的开发和使用已成为人类活动的突出问题。在全球能源应用中，人们越来越深刻的认识到能源消耗对生态环境的影响，作为占全球能源消耗40%的建筑，其环保节能设计变得越来越重要。在建筑材料和设施的设计方面，已经有许多节能技术可以选择。
光伏建筑一体化是光伏技术、建筑学和社会效应的统一体，已经成为了光伏应用的选择。光伏建筑设计是一个综合过程，把光伏建筑技术的能源意识和环保意识加到建筑学上，是一种最有希望的未来光伏技术市场，它像一座桥梁，把光伏技术应用从小规模新型产品过渡到大型发电中心技术。随着光伏发电成本的降低，光伏技术和建筑学会很好地结合在一起，光伏建筑技术和整体光伏技术市场将会越来越大。
光伏发电与建筑相结合，将原来互不相关的领域结合到一起，涉及面很广，并非是光伏设计及制造者所能独立完成的，必须与建筑材料、建筑设计、建筑施工等有关部门密切合作，共同努力，才能取得成功。光伏建筑一体化体现了创新性的建筑设计理念、高科技以及人文环境协调的美学观念。
就目前而言，尽管光伏器件与建筑相结合可能降低一些应用成本，但与常规能源相比，费用仍然较高，这是影响光伏推广的主要障碍之一。然而我们必须注意到，这样简单的对比是不恰当的，因为一些隐藏的成本并没有计入常规能源的成本，譬如治理常规能源所造成的污染等费用，一些国家对化石燃料的价格补贴，以及最近逐渐高涨的是有价格等。光伏发电虽然一次性投入较大，但运行费用很低，并且越来越多的国家正在出台相应的政策，扶植光伏产业的发展。可以预计，光伏发电与建筑相结合时未来光伏应用中最重要的领域之一，前景十分广阔，有着巨大的市场潜力。随着科学技术的不断进步，光伏组件的成本会逐步降低，与光伏建筑相结合的建筑物会雨后春笋般的出现在我们身边，同时太阳能光伏发电必将在能源结构中占有相当重要的位置。
6.致谢
本课题在选题及研究过程中得到老师的悉心指导。老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，
踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却给以终生受益无穷之道。对老师的感激之情是无法用言语表达的。
感谢老师等对我的教育培养。他们细心指导我的学习与研究，在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬。
感谢我的各位同学三年来对我学习、生活的关心和帮助。
最后，向我的家人致谢，感谢他们对我的理解与支持。
7.参考文献
[1]诺伯特.莱希纳.张利等译，董务民校.2004.建筑师技术设计指南——采暖.降温.空调[M].第二版.北京：中国建筑工业出版社，174—182.
[2]马树生.2003.建筑一体化太阳能光伏发电技术（BIPV）与中国.阳光能源[J].6:18—19.
光伏建筑一体光伏建筑一体化化（BIPV BIPV）） 行业行业研究研究研究报告报告报告 2008-9-10
目录 一、BIPV行业概述 (3) （一）BIPV概念 (3) （二）BIPV系统原理 (3) （三）BIPV实现形式 (4) （四）BIPV关键技术 (5) （五）BIPV优越性 (6) （六）BIPV应用领域 (6) 二、BIPV行业国内外发展状况 (7) （一）BIPV行业国外发展状况 (7) （二）BIPV行业国内发展状况 (8) （三）国内外涉足BIPV主要企业 (10) 三、上游光伏电池行业分析 (11) （一）太阳能光伏行业介绍 (11) （二）光伏行业发展状况 (13) 四、BIPV下游市场需求分析 (16) （一）BIPV国际市场需求 (16) （二）BIPV国内市场需求 (16) 五、BIPV国内外产业政策 (17) （一）国外光伏发电产业政策 (17) （二）我国并网光伏发电的政策 (17) （三）我国BIPV相关政策法规 (18) 六、BIPV行业发展前景展望 (20) （一）影响行业发展有利和不利因素 (20) （二）BIPV市场前景 (22)
行业概述 概述 一、BIPV行业 概述 概念 （一）BIPV概念 光伏建筑一体化(Building Integated Photovoltaies，简称BIPV)指在建筑外围护结构的表面安装光伏组件提供电力，同时作为建筑结构的功能部分，取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等，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。 图1：BIPV示意图 系统原理 （二）BIPV系统原理 BIPV系统有独立发电和并网发电两种形式。独立发电系统就是光伏系统产生的电仅供自己使用；并网发电系统就是光伏系统与公共电网相连，光伏发电系统产生的电除自己使用外，还可向公共电网输出。独立发电和并网发电发电系统的原理如图所示。
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
太阳能光伏发电与建筑一 体化毕业论文 一、光伏产业 光伏产业是一种环保型能源产业。就是利用太阳电池，不需要复杂的中间环节，就可以直接把光能转换为电能，将太阳赋予的能量送到每一个地方。与其他常规能源相比，太阳能光伏发电具有明显的优越性：一是高度的清洁性，发电过程中无污染、无噪音、无损耗，对保护环境极其有利；二是绝对的安全性，太阳光一照射太阳电池就能发电，对人、动植物无任何伤害；三是普遍的实用性，凡是能安装太阳电池的地方就能实现“到处阳光到处电”的目标，可广泛用于通信、交通、海事、军事等各个领域，上至航天器，下至家用电器，大到兆瓦级电站，小到玩具，都能运用光伏太阳能；四是资源的充足性，太阳的能量几乎是取之不尽的. 太阳能光伏建筑发电是新世纪的一种最重要的可再生能源，同时又是高科技在建筑中的应用。人人都应该了解它，熟悉它和利用它。从整体开看，我们要研究光伏太阳能，是因为太阳能是地球上对环境起保护作用的最重要能源，是“取之不尽，用之不竭”的可再生能源，同时又是唯一满足宇宙空间中卫星和航空器所需要的能源。随着能源要求量的不断增加，原有的传统能源（如煤，石油，天
然气等矿物化学燃料）不但对环境已产生极其严重的污染，而且在不久的将来就会耗尽。所以我们必须研究和发可再生能源，尤其是研究和发展太阳能。 二、太阳能技术的类型。 从应用类型看，太阳能技术可分为太阳能发电、太阳能热利用技术和太阳能空调技术三种类型： 一是太阳能发电。包括太阳能光伏发电和太阳能热发电。太阳能光伏发电技术成熟，不论是离网光伏发电系统还是并网光伏发电系统都有较大规模的应用和实践。太阳能热发电技术目前尚处于商业化前夕，世界现有的太阳能热发电系统大致有三类：槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。预计2020年前后，太阳能热发电将在发达国家实现商业化，并逐步向发展中国家扩展。 二是太阳能热利用技术。在欧洲、澳大利亚等国家的太阳热水系统主要是作为辅助热源与常规能源系统联合运行在供应生活和洗浴热水的同时，还为建筑供暖。在中国、希腊、以色列等国家的太阳能热水系统主要供应生活和洗浴热水。 三是太阳能空调技术。即直接利用太阳能做为空调主机的动力，从而实现正常制冷制热的空调技术。目前，大型的溴化锂吸收式制冷机已实现太阳能利用，其它类型制冷机的太阳能利用技术正在开发研究中。 三、光伏发电原理 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 3.1光吸收和电的产生
光伏建筑一体化(BIPV)系统设计与应用 来源:2010年会论文集作者:肖坚伟,郑鸿生日期:2010-4-22 页面功能【字体：大中小】【打印】 【关闭】【评论】 本文作者：肖坚伟,郑鸿生 引言 随着财政部于⒛09年3月印发《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》及财政部、科技部、国家能源局于2009年7月《关于实施金太阳示范工程》的通知,表明国家在贯彻实施《可再生能源法》,落实国务院节能减排战略部署,加快太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用。 入列国家金太阳示范工程的275个项目中有部分涉及到BIPV建筑,那么在建的或未建成的示范项目中的实际应用值得业界同行共同借鉴和规范。 1 BIPV定义及外延 光伏建筑一体化(BIPV)技术即将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。BIPV 即Building Integrated Photovoltaic,其外延就是①不但具有外围护结构的功能,保证建筑安全防护要求; ②同时又能产生电能供使用;③在以前两点的基础上结合建筑结构风格进行优化设计,使整体的装 饰效果更协调。 2 BIPV建筑安全 2.1 组件安全 BIPV组件作为建筑体一部分,须按《建筑玻璃应用技术规程》和《玻璃幕墙工程技术规范》等要求进行设计,其必须符合建筑安全玻璃管理规定。现有的BIPV组件在封装材料上有采用PVB封装的和采用EVA封装的,这两种不同材料封装的BIPV组件在建筑安全上的级别是不同的。 《玻璃幕墙工程技术规范》第3.4.6项明文规定:“ 玻璃幕墙采用夹层玻璃时,应采用干法加工合成,其夹片宜采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片”,因此PⅤB封装的BIPV组件在安全性能上比EVA 封装的BIPV 组件要高。` 如:《建筑安全玻璃管理规定》第六条,建筑物需要以玻璃作为建筑材料的下列部位必须使用安
光电建筑一体化示范项 目实施方案 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
太阳能光电建筑一体化应用示范项目 实施方案 2012年11月 目录
一、工程概括 地理位置 徐州市位于东经116°22′～118°40′、北纬33°43′～ 34°58′之间，东西长约210公里，南北宽约140公里，总面积11258平方公里，占江苏省总面积的11％。域内除中部和东部存在少数丘岗外，大部皆为平原。徐州四季分明，光照充足，雨量适中，雨热同期。它属于暖温带半湿润季风气候，年气温14℃，年日照时数为2284至2495小时，日照率52％至57％，年均降水量800至930毫米。本地区太阳能资源较为丰富，资源稳定性高，具有较高的利用价值。 本次项目选址为******等其他公用建筑。 建筑类型及面积 电站建于*******等公用建筑屋顶，有效利用面积为37000㎡，周边不存在遮挡物。 总平面图 用途 400V用户侧并网，自发自用，减少能源损耗。 峰瓦值 ****** 项目目前实施进展情况 目前已进行过项目建设地的实地考察，组件布置图正在完善中。二、示范目标及主要内容 本项目的示范目标是成为太阳能光电建筑一体化应用项目的典范。充分利用丰富的太阳能资源，节约有限的煤炭资源，通过优化系统集成
方案实现切实可行地高效发电，降低二氧化碳的排放，积极响应国家节能减排的政策，为环保事业贡献自己的一份力量。太阳能光电系统技术要点包含3方面：光伏建筑一体化设计、并网系统设计和技术经济分析。 本项目中的建筑本体满足国家和地方节能标准。 光电建筑一体化 根据光伏方阵与建筑结合形式的不同，光伏建筑一体化可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合，将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物做为光伏方阵载体，起支撑作用；另一类是光伏方阵与建筑集成，光伏组件以一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分，如光电瓦屋顶、光电幕墙等。 考虑到造价较高和综合发电效率较低等因素，本项目采用第一类形式，将光伏方阵依附于徐州工业职业技术学院教学楼等公用建筑的水泥屋顶上，这样的屋顶光伏发电有以下优势： 1）利用既有建筑的闲置屋顶，无需额外用地或增建其他设施，建设改造成本较低。 2）既保持了建筑原有的美观，又能够最大限度的发挥太阳能系统的发电效能。 3）日照条件好，不易受遮挡，可以充分接受太阳辐射，同时还避免了屋顶温度过高，降低空调负荷，既节省了能源，又能改善室内的空气品质。 4）可实现用户侧并网，自发自用，在一定距离范围内减少了电力输送过程的费用和能耗，降低了输电和分电的投资和维修成本。
光伏建筑一体化研究及应用现状 【摘要】目前全球人口急剧增长，而居民的生活质量也在不断提高，对能源的需求越来越大，现在全世界面临的问题就是能源短缺问题，我们也在积极开发新型能源以缓解能源短缺问题。太阳能是一种在任何地方都能使用的能源，并且太阳能电池板的安装和使用也越来越简单，建筑可以和太阳能光伏发电很好的结合在一起，为节省城市能源做出了巨大贡献，一般将太阳能电池构件安装在建筑物顶部，将其与供电网相连，就构成了用户并网光伏发电系统。本文将就光伏建筑一体化研究及其现状展开探讨。 【关键词】太阳能；建筑；光伏建筑一体化化研究与应用 引言：我国有三大耗能大户，即工业、建筑和交通，而我国99%以上的建筑都是高耗能建筑，数据显示，发达国家单位采暖耗能仅为我国的三分之一，因此我们必须采取措施做好建筑节能工作，才能保证节能减排工作的顺利进展。光伏一体化建筑的概念在上世纪九十年代初被提出，是太能能发电的一种新概念，也就是将建筑和光伏发电系统结合起来，利用太阳能为建筑提供所需电能，还能够为电网供电，这是一种建筑节能的重要方式。 1、光伏建筑一体化的概念和应用
在1986年，世界能源组织提出了BIPV也就是太能能光伏建筑一体化概念，光伏建筑一体化有两种形式：第一种是BAPV，也就是在现有建筑物上以附着方式安装光伏发电系统，建筑功能和发电系统功能没有冲突；第二种是BIPV，也就是在建筑物设计、施工和安装的过程中同时进行光伏发电系统的设计和安装，这种光伏发电系统同时具备建筑材料、建筑构件和发电的功能。光伏建筑一体化的应用形式主要由以下几种： 1.1光伏幕墙 现今的建筑越来越美观，而现在建筑物设计也非常重视外观因素，因此近年来幕墙建筑数量越来越多，同时也出现了幕墙的节能问题。现在主要节能方式是使用节能玻璃，例如中空玻璃或者Low-E玻璃等，但是这种方法“治标不治本”，建筑能耗问题无法从根本上得到解决，而随着光伏建筑一体化的出现，人们开始将其应用于幕墙建设。光伏幕墙既美观、安全，还要具备发电功能，这也是越来越多建筑厂商重视光伏幕墙的原因，但是光伏幕墙也有缺点：首先，光伏幕墙主要是将太阳能电池片夹在两片厚玻璃之间，太阳照射会造成电池温度上升，而光伏组件的最佳安装角度并不是垂直的，对发电效率造成了影响；第二，光伏幕墙性价比较低，成本较高，对建筑施工技术要求也较高，同时其要和建筑设计、施工、使用同步进行，建筑施工进度会对其产生影
企业生产实际教学案例： 光伏建筑一体化方案
1生产案例 1.1太阳能光电建筑的应用 太阳能光电建筑是指将光伏发电与建筑物相结合，在建筑物的外围结构表面上布设光伏器件产生电力，从而使“建筑物产生绿色能源”。 光伏与建筑的结合有如下两种方式，都可以通过并网逆变器、控制装置与公共电网联接起来组成并网发电系统。 （一）一种是建筑与光伏系统相结合（如图1），把封装好的的光伏组件（平板或曲面板）安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，组成光伏发电系统； （二）另外一种是建筑与光伏器件相结合（如图2），是将光伏器件与建筑材料集成化，用光伏器件直接代替建筑材料，即光伏建筑一体化（BIPV），如将太阳光伏电池制作成光伏玻璃幕墙、太阳能电池瓦等，这样不仅可开发和应用新能源，还可与装饰美化合为一体，达到节能环保效果，是今后的发展光伏建筑一体化的趋势。 图1 合肥某产业基地500KW光伏发电系统
图2 国家发改委办公楼100KW光伏发电系统 1.2太阳能光电建筑的优点 从建筑、技术和经济角度来看，太阳能光电建筑有以下诸多优点： （一）可以有效地利用建筑物屋顶和幕墙，无需占用宝贵的土地资源，这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要； （二）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。对于联网户用系统，光伏阵列所发电力既可供给本建筑物负载使用，也可送入电网； （三）能有效地减少建筑能耗，实现建筑节能。光伏并网发电系统在白天阳光照射时发电，该时段也是电网用电高峰期，从而舒缓高峰电力需求； （四）光伏组件一般安装在建筑的屋顶及墙的南立面上直接吸收太阳能，因此建筑集成光伏发电系统不仅提供了电力，而且还降低了墙面及屋顶的温升； （五）并网光伏发电系统没有噪音、没有污染物排放、不消耗任何燃料，具有绿色环保概念，可增加楼盘的综合品质。
太阳能光伏建筑一体化的发展现状与前景展望 褚玉芳1，2 张囡囡2，3 沈辉2，3 1江西宜春学院物理科学与工程技术学院 2中山大学太阳能系统研究所， 3 深圳市太阳能学会 摘 要：根据国内外发展趋势来看，光伏发电在城市推广利用的最佳形式就是与公共电网并网并且与建筑结合：即光伏建筑一体化。本文首先对国外光伏建筑一体化的发展现状进行了综述，并对技术的发展特点进行了分析和评估。此外，还介绍了我们所完成的光伏建筑的几个典型工程事例，最后，结合我国的具体情况提出了发展思路和具体建议，以期望能对我国发展光伏建筑提供一些发展思路和技术参考。 关键词：太阳电池；屋顶计划；光伏建筑一体化（BIPV） 1太阳能光伏发电的发展趋势 太阳能光伏发电在城市推广利用的最佳形式就是与公共电网并网并且与建筑结合：即光伏建筑一体化。至今为止，光伏发电经历了漫长的发展过程：从天上到地面：主要是1973年第一次石油危机，太阳电池从主要作为空间电源向地面应用发展；从独立系统到并网发电：从环保角度出发，由于少用或不用化学蓄电池，并网光伏发电系统比离网的独立光伏系统更科学和环境友好；从屋顶系统到与建筑结合或光伏建筑一体化：从单纯的将光伏组件安装在屋顶上发展成为太阳电池组作为建筑材料的一部分。 光伏发电系统与建筑结合的早期形式主要就是所谓的“屋顶计划”，这是德国率先提出的方案和进行具体实施的。德国和我国的有关统计表明，建筑耗能占总能耗的三分之一，光伏发电系统的最核心的部件就是太阳电池组件，而太阳电池组件通常是一个平板状结构，经过特殊设计和加工完全满足建筑材料的基本要求，因此，光伏发电系统与一般的建筑结合，即通常简称的光伏建筑一体化应该是太阳能利用最佳形式。对于光伏建筑一体化的发展，德国首先是进行示范，然后逐步推广，已经历了一个历时15年多的发展过程：从1991到1995年，实施1000光伏屋顶计划，并开始实施电网回收；从1995到1998年，为巩固和评估
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。这些因素使光伏技术，尤其是结合建筑的BIPV具有优越性和可行性，也许目前唯一阻挡它的只有价格。只要光伏组件更好地普及，市场的需求将推动生产规模的扩大和光伏技术的进步，价格将有一天为我们所接受。 设计一体化的光伏建筑 由于光伏建筑一体化是光伏和建筑的集成，其核心问题就是光伏和建筑的不同设计目标造成了冲突。光伏发电系统的目标是通过优化光伏方阵方位和角度等因素以最大化能量产出，但是建筑方面需要考虑的包括了建造成本、优化建筑面积、采光控制、热性能和建筑美感。建筑外壳需要适当减少太阳光的入射功率，因为制冷通常是建筑最大的能耗点。光伏则需要获得最多的太阳辐射以最大化性能。因此一个出色的BIPV设计需要工程师和建筑师的合作。 再谈到材料，由于BIPV组件是需要配合建筑结构的使用，它不像一般组件只由一块玻璃和TPT或两块玻璃这样封装的，而需要采用了双层结构、安全玻璃、中空玻璃、low-e玻璃、加干燥剂等技术。它必须像使用在建筑幕墙的安全玻璃那样符合建筑的安全标准，以抵抗风
光伏建筑一体（BIPV）行业分析报告 浙江大学创业投资有限公司 2008-7-1
目录 一、BIPV概念 (3) 二、BIPV分类 (3) 三、BIPV优越性 (5) 四、BIPV应用领域 (5) 五、BIPV关键技术 (6) 六、国外BIPV发展情况 (6) 七、国内BIPV发展情况 (7) 八、光伏及BIPV行业政策法规 (8) 九、制约BIPV发展的因素 (11) 十、BIPV市场前景 (12)
一、BIPV概念 光伏建筑一体化(Building Integated Photovoltaies，简称BIPV)指在建筑外围护结构的表面安装光伏组件提供电力，同时作为建筑结构的功能部分，取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等，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。 图1：BIPV示意图 二、BIPV分类 BIPV系统根据安装形式划分为两种形式：光伏屋顶结构（PV-ROOF）和光伏墙结构（PV-W ALL）两种形式。光伏与建筑的结合有两种方式：一种是建筑与光伏系统相结合，即把封装好的光伏组件安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置组成一个发电系统；另外一种是建筑与光伏器件相结合，将光伏器件与建筑材料集成一体，用光伏组件代替屋顶、窗户和外墙。当BIPV系统参与并网时，不需设置蓄电池储能装置，但须有并网运行联入装置。 从光伏方阵与建筑墙面、屋顶的结合来看，主要为屋顶光伏电站和墙面光伏电站。而光伏组件与建筑的集成来讲，主要有光伏幕墙、光伏采光顶、光伏遮阳板等形式。目前光伏建筑一体化主要有八种形式，如表1。
太阳能光伏建筑一体化应用现状及发展趋势 发表时间：2019-07-24T10:00:52.640Z 来源：《基层建设》2019年第9期作者：李伟 [导读] 摘要：近年来，在可再生能源建筑应用示范政策的带动下，太阳能建筑一体化作为可再生能源建筑应用的重要方式之一，发展迅速，规模逐步增加。 广东亿腾新能源有限公司 528000 摘要：近年来，在可再生能源建筑应用示范政策的带动下，太阳能建筑一体化作为可再生能源建筑应用的重要方式之一，发展迅速，规模逐步增加。太阳能光伏发电与建筑一体化是应用太阳能发电的一种新概念，在建筑为维护结构外表铺设光伏阵列提供发电。本文给出了光伏建筑一体化（BIPV）的定义，分析了BIPV设计中的问题。 关键词：光伏建筑一体化设计；BIPV的定义；太阳能光伏发电系统 引言： 随着1997年《京都议定书》的正式生效，如何保护环境已成为全球最强的呼声。中国作为发展中国家，能源消耗逐年以惊人的速度增长。而建筑作为能耗大户，一般占到全国总能耗的1/3以上，其节能效益则变得尤其重要，BIPV光伏幕墙因此成为21世纪建筑及光伏技术市场的热点。 BIPV，即光伏建筑一体化（Building IntegratedPhotovoltaic）。BIPV技术是将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术。光伏建筑一体化（（BIPV）不同于光伏系统附着在建筑上（BAPV：Building Attached PV）的形式。BIPV光伏幕墙更是采用超白钢化玻璃制作而成的双面玻璃组件，能够通过调整电池片的排布或采用穿孔硅电池片来达到特定的透光率，提升建筑社会价值，带来绿色概念的效果。 1、概述 当前随着全球化石能源需求的不断增长，单一依靠化石能源来满足能源供给的模式已经无法持续。同时由化石能源消耗带来的污染和排放问题愈发突出，而传统技术升级和改造势必会逐步导致其应用成本的提高。近年来随着常规能源成本上升和环境污染的日益严重，各国十分重视可再生能源相关技术的研发和应用。而光伏组件制造工艺不断提高，光伏组件价格下降明显，且有继续下降的趋势。因此以太阳能光伏发电为代表的可再生能源应用，将会在未来电力能源系统中占据核心地位。 联合国能源机构的调查研究报告显示，太阳能光伏建筑一体化（BIPV）将成为21世纪城市建筑节能的市场热点，太阳能建筑也将成为21世纪最重要的新兴产业之一。太阳能光伏建筑一体化形式可分为两大类。一类是光伏组件与建筑结合（又称普通型光伏构件），即光伏组件依附于建筑物上，建筑物主要作为光伏组件载体；另一类是光伏组件与建筑集成（又称建材型光伏构件），即光伏组件与建筑集成后成为不可分割的建筑构件，可以代替部分建筑材料使用。 2、建筑一体化 光伏建筑一体化是我们目前面临的最棘手问题，也是最有实用意义的一个课题，如何将太阳能光伏发电阵列安装在建筑的围护结构外表，并提供发电功能，这样可有效利用建筑外表，无需额外占用土地资源和建光伏支架等设施，也节约外饰材料（如玻璃幕墙等）；同时也使建筑物体夏季遮阳降温，降低空调的负荷，光伏建筑一体化让我们的建筑物体附有更多的功能作用。光伏与建筑的结合有两种方式：一种是建筑与光伏系统相结合；另外一种是建筑与光伏器件相结合。 2.1 建筑与光伏系统相结合。利用屋顶资源装置太阳能发电系统是光伏建筑一体化的很好结合，这使建筑体可以得到保温，光伏设备也不占用土地资源，是目前我们大家广泛推广应用的，无论是斜面还是平面的屋顶，都已有很多的范例，这里我们不再赘述。 2.2 建筑与光伏器件相结合。建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化。自古以来，材料便被视为构筑建筑的工具与手段，现在以材料为表现元素表达设计师的审美情趣、文化内涵与环保理念更成为潮流与发展趋势。BIPV组件兼具弱光性好、高温性能好、颜色形状可订制、透光均匀、柔性可弯曲等优势，可作为完美的高科技建筑材料提供电力，更能满足各类建筑美学需求，彰显绿色建筑的环保理念。 2.3 建筑材料与光伏一体化单元的研究。以陶土材料为基板，作为光伏PV组件的底板，组成：发电瓷砖、发电屋瓦、发电幕墙单元材料，目前我们正与陶土研究行业加强合作，一起开发光伏产品，待样品进一步成熟后推广应用。 3、光伏建筑一体化系统优点 从建筑、技术和经济角度来看，光伏建筑一体化有以下诸多优点： （1）光伏组件可以有效的利用围护结构表面，如屋顶或墙面，无需额外用地或增建其他设施，适用于人口密集的地方使用，这对于土地昂贵的城市尤其重要。 （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。在那些架起公共电网非常昂贵的地方，太阳能光伏发电是一个具有很高性价比的替代物。 （3）夏季，处于日照时，由于大量制冷设备的使用，形成电网用电高峰。BIPV并网系统除保证自身建筑用电外，还可以向电网供电，从而舒缓高峰电力需求，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的社会效益。 （4）由于光伏阵列安装在屋顶和墙壁等外围护结构上，吸收的太阳能转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，既节省了能源，又利于保证室内的空气品质。 （5）由于大尺度新型彩色光伏模块和各种造型的光伏模块的诞生，不仅节约了昂贵的外装饰材料（玻璃幕墙、屋顶瓦片等），而且使建筑外观更具有魅力。 （6）可确保自身建筑全部或大部分用电，这对于用电高峰期电力紧张的地区及无电地区极为重要。 （7）避免传统电力输送时的电力损失。 （8）避免由于使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染，这对于环保要求越来越高的今天和未来是至关重要的。 （9）光伏建筑系统没有移动部分并且不需要任何维护。 （10）由于光伏电池的组件化，光伏阵列安装起来很简便，而且可以任意选择发电容量。 （11）如果把光伏电池模块作为建筑物的玻璃幕墙，可以减少建筑物的整体造价。当然，对于光伏模块来说，还应具有建筑材料所要求的隔热保温、防水防潮并且要具有一定的强度，若作为采光构件（窗户、天窗等）还要有一定的透明度。
（二零一二年十二月） 2020-2025年中国光伏建筑一体化（BIPV）行 业 错位竞争策略制定与实施研究报告 可落地执行的实战解决方案 让每个人都能成为 战略专家 管理专家 行业专家 ……
报告目录 第一章企业错位竞争策略概述 (8) 第一节光伏建筑一体化（BIPV）行业错位竞争策略研究报告简介 (8) 第二节光伏建筑一体化（BIPV）行业错位竞争策略研究原则与方法 (9) 一、研究原则 (9) 二、研究方法 (10) 第三节研究企业错位竞争策略的重要性及意义 (11) 一、重要性 (11) 二、研究意义 (11) 第二章市场调研：2019-2020年中国光伏建筑一体化（BIPV）行业市场深度调研 (13) 第一节光伏建筑一体化（BIPV）概述 (13) 第二节需求激增，BIPV进入快速发展期 (13) 一、零能耗建筑目标为BIPV发展奠定基础 (13) 二、国内政策支持，BIPV成为分布式未来 (15) 三、BIPV相较于BAPV优势较大 (19) 第三节特斯拉领衔光伏屋顶，介入光伏业务打造能源巨头 (21) 一、受益加州政策，特斯拉光伏屋顶快速发展 (22) 二、光伏+储能模式，特斯拉全面发展光伏业务 (23) 第四节2019-2020年中国光伏建筑一体化（BIPV）行业发展情况分析 (26) 一、2019年中国光伏建筑一体化（BIPV）行业发展现状 (26) 二、BIPV在中国本土化，多方向协同发展 (31) 三、2020年中国光伏建筑一体化（BIPV）行业发展机遇 (33) （一）国家政策已发布 (34) （二）公共机构屋顶市场不可小视 (34) 第五节BIPV 双面特斯拉的能源版图 (35) 一、积极布局能源业务，加速世界向可持续能源的转变 (36) （一）构建发电-汽车-储能产业链，能源业务是实现特斯拉使命的核心 (36) （三）两阶段战略布局，能源业务将与汽车业务并驾齐驱 (39) （四）储能与发电业务营收波动增长，储能部署大幅增加，光伏装机有望回升 (40) 二、产品品类丰富，提供一站式闭环可持续能源解决方案 (42) （一）家用储能设备Powerwall (43) （二）商业、公用事业储能设备及系统Powerpack (43) （三）大型公用事业储能设备及系统Megapack (44) （四）光伏发电屋顶Solar Roof (44) 三、美国户用光伏反弹加速，公用事业光伏创新高 (47) 四、公司光伏屋顶年收入中枢在15-20亿美元 (48) 五、结论 (48) 第六节国内BIPV相关企业 (49) 一、隆基股份（601012） (49) 二、特斯拉光伏瓦片玻璃供应商——亚玛顿（002623） (49) 三、2020年光伏屋顶玻璃大规模投产——秀强股份（300160） (49)
光伏建筑一体化技术 目前光伏系统在建筑上的应用主要有两种方式，即BAPV（附着在建筑上的光伏系统）和BIPV（光伏建筑一体化）。BIPV光伏建筑一体化，将光伏产品集成到建筑物上。单晶硅双玻璃光伏组件作为一种建筑材料应用在建筑上，集发电、隔音、隔热、安全和装饰功能为一身，使建筑物本身成为一个新型功能性建筑。随着人们对绿色建筑认识的加深，BIPV光伏建筑一体化将逐步取代常规BAPV的应用。 BIPV光伏系统，直接将太阳能电池与屋面建筑玻璃结合在一起，不仅避免了重复建设，节省了材料，而且减少了安装工序，也无需额外用地或增建其他设施。既增加了屋面的透光性能，又起到装饰和遮阳的双重作用。在节约能源的同时，最大限度地体现建筑美学，践行绿色设计理念。 太阳能光伏组件的选择 光伏发电系统主要由一系列的单晶硅双玻璃光伏组件构成，将光伏组件作为一种新型建材使用，是建筑物不可分割的一部分。而光伏组件的核心部件就是太阳能电池，它是一种利用光生伏特效应将太阳光能直接转换成电能的元件。光电转换效率和制造成本是制约太阳能电池发展的两个重要问题。目前太阳能电池均是以硅材料制造，可分为：单晶
硅电池、多晶硅电池和非晶硅薄膜电池。 晶体硅太阳能电池发展最早，技术成熟，性能稳定，占太阳能电池总产量的90%，其高光电转换效率是非晶硅太阳能电池无法比拟的。而单晶硅具有比多晶硅更高的光电转换效率，技术更成熟,颜色均匀稳定无色差、无花纹，市场份额更大，应用更广。根据目前市场现状，由于硅材料的价格的大幅下降，晶体硅价格已基本接近非晶硅价格，因此，采用高效单晶硅太阳能电池具有更好的技术优势和品质保证。 太阳能光伏组件的成本分析 目前单晶硅电池价格和非晶硅电池价格已基本相同。但由于单晶硅电池光电转换率较高，非晶硅电池光电转换率较低，单位面积下单晶硅电池功率能达到非晶硅电池的2倍以上。在总功率相同时，所需要的非晶硅电池面积将远大于单晶硅电池面积。如再计入光伏组件合成合成时所使用的其他材料，单晶硅组件的单价将低于非晶硅组件。在总造价相同的情况下，单晶硅组件能比非晶硅组件达到更高的总功率，年发电量更高。 太阳能光伏组件的选择 综上所述，单晶硅光伏组件的光电转换效率最高，技术最成熟，性能最稳定，无衰减，颜色均匀统一，价格也适中，国内外的成功应用案例最多。它是目前及今后光伏建筑应用的主流产品，适合在光伏采光顶、光伏遮阳、光伏幕墙等多
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
太阳能光伏建筑一体化项目可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/175795889.html, 高级工程师：高建
关于编制太阳能光伏建筑一体化项目可行 性研究报告编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示： 1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书 商业计划书可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国太阳能光伏建筑一体化产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (12) 2.5太阳能光伏建筑一体化项目发展概况 (12)
·478·建筑设计建筑工程技术与设计2015年1０月上 光伏建筑一体化设计与研究 武铁军 （北京建筑大学） 【摘要】绿色建筑设计应尽量减少建筑的能源需求；尽量提升可再生能源提供率以及尽量提高传统能源使用效率。绿色建筑设计应是从建筑的各个方面出发，实现开源节流，降低建筑的能耗、提高可再生能源的利用（包括利用太阳能、风能、地热能、生物质能等），向着真正的绿色建筑迈进。太阳能无疑是最好的能源来源，本研究主要是针对太阳能的利用，力图早日实现建造“双零建筑”（零能耗、零排放）的目标。本研究以低碳型绿色建筑的原理及相关方法,进行光伏发电与建筑一体化的设计与研究，结合本单位新办公楼屋顶平台加建光伏会所项目，把光伏发电和建筑维护结构结合在一起，主要是从光伏建筑一体化概况、光伏建筑实践、光伏建筑一体化（BIPV）技术通过光伏计算，分析产生的社会效益。 【关键词】BIPV系统、幕墙的材料及热工、社会效益 引 言 本研究主要是针对北京等大城市用地紧张、能源消耗量大、有大量已建建筑屋顶均空闲，屋顶急需解决夏季防热、防水维修，以及屋顶需要加建天台屋等需求进行研究。太阳能技术除被动技术外，还发展了主动技术，这主要表现在太阳能光热利用和太阳能光电利用两个方面。第一，太阳能光热利用主要是用于采暖和制冷，根据利用温度的高低分为高温利用、中温利用和低温利用。第二，太阳能光电技术主要是利用单晶硅或多晶硅将光能转化为电能，一般用于航天飞机、空间站或边远地区。太阳能建筑的光电利用，主要是用来实现太阳能照明和发电。太阳能从单纯的生活热水利用逐步发展成为绿色生态建筑中重要的组成部分。太阳能的有效利用需要与系统的建筑节能设计、先进的建筑节能技术和节能产品等优化组合，才能实现建筑耗能的结构调整，提高利用太阳能的保证率，为建筑提供采暖、制冷和生活用水，营造低能耗、高舒适、健康的生活环境，实现可再生能源的高效利用。 1、光伏建筑一体化概况： 国外光伏与建筑的结合形式大体上分为两类：一是建筑与光伏系统的结合，称为光伏附着设计（BAPV）；另一种是建筑与光伏组件的结合，称为光伏和建筑的一体化集成设计（BIPV）要求光伏器件与建筑材料集成化。国内对光伏与建筑的结合形式还没有统一的划分。 1.1 BIPVBIP概念： 光伏建筑一体化(Building Integated Photovoltaies，简称BIPV)指在建筑外围护结构的表面安装光伏组件提供电力，同时作为建筑结构的功能部分，取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等，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。 1.2 BIPVBIP系统原理：BIPV 系统有独立发电和并网发电两种形式。独立发电系统就是光伏系统产生的电仅供自己使用；并网发电系统就是光伏系统与公共电网相连，光伏发电系统产生的电除自己使用外，还可向公共电网输出。独立发电和并网发电发电系统。 1.3 BIPV 主要形式：有光伏采光顶（天窗）、光伏屋顶、光伏幕墙、光伏遮阳板（分为有无遮光要求两种）屋顶光伏矩阵、墙面光伏矩阵等几种类型。 1.4 BIPVBIP优越性：(1) 光伏阵列一般安装在闲置的屋顶或墙面上，无需额外用地或增建其他设施。(2) 可原地发电、原地用电，节省电站送电网的投资。(3) 夏季，处于日照时，由于大量制冷设备的使用，形成电网用电高峰。而这时也是光伏阵列发电最多的时候。BIPV 系统除保证自身建筑用电外，还可以向电网供电，从而缓解高峰电力需求。(4) 由于光伏阵列安装在屋顶和墙壁等外围护结构上，吸收太阳能、转化为电能大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷。(5) 绿色环保，清洁能源。 (6) 用电需求与建筑面积利用最大化。我国每年新增建筑幕墙为2000 万平方米,若 5% 采用光伏幕墙, 则可装机容量约为 40MWp,可年发电约 0.5 5 亿 kWh。据不完全统计，我国建筑屋顶面积总计约 100 亿平方米, 若１ % 的屋顶采用光伏组件覆盖，则年发电约150 亿 kWh。可见推进太阳能光伏发电系统在建筑中的规模化应用，其潜力十分巨大。 ２、光伏建筑一体化（ＢＩＰＶ）工程实践 2.1工程现状条件及设计要求： 本项目位于北京西四环与玲珑路的交叉口，玲珑天地项目内，为中国电子工程设计院新办公楼屋顶加建光伏会所。新加屋顶光伏会所建筑面积160平米，在办公楼9层顶的屋顶平台上加建的光伏会所。要求进行光伏建筑一体化（BIPV）设计。 2.2工程做法概述：本工程为高层建筑屋顶加建项目，执行北京地区节能设计标准。本工程采用钢结构，具体构造为：1）原建筑为框架结构，在原屋面框架梁上增设钢柱子，钢柱子上设钢梁，构成维护结构的承载系统。2）钢柱外侧通过墙壁檩条固定彩色压型夹心保温板。3）屋面通过钢梁及檩条固定BIPV幕墙主次龙骨，龙骨上镶嵌玻璃，后打胶密封，做法同玻璃幕墙屋顶天窗。 ３、光伏建筑一体化（ＢＩＰＶ）技术 3.1 BIPV主要由两部分构成：1) 为幕墙构造--实现建筑维护结构; 2) 电气系统--直流发电、汇流逆变及计量供电的功能。 3.2 BIPV原理详见右图： 3.3 构造体系组成详见右图 1)建筑结构2) BIPV光伏组件 3) 幕墙框架体系 4) 幕墙转接系统 ４、光伏软件计算： 采用PVSYST5.1版本软件对本工程进行模拟太阳能发电量计算：本工程采用的太阳能板尺寸为1650mmX950mm,单块板额定发电功率为发235W，本工程共80块，总量为235X80=18800W。屋面坡度为5%。光伏组件面积为179平米，PVSYST计算结果可见，北京地区，四至六月为太阳能发电效率最高，二月、三月、七至十月发电效率其次，十一月至一月发电量最少。全年发电量较高。 结语－ --光伏发电效益分析： 本光伏系统总装机容量为：18.8KW，预计年平均发电量约为18470kWh。使用太阳能光伏发电将减少火力发电所导致的环境污染，从而减少国家治理污染的支出，具有难以估量的间接收益。（1）、经济效益分析： 25年内节电量为46.176万Kwh，25年内至少可节约电费约￥69万元；25年共节约一次性能源量：151.212吨；节约国家火电建设成本：14.67万元；节约25年火电运营成本：17.55万元；减少25年环境综合治理费用20.72万元。（2）、环境效益分析：每年可减排二氧化碳20.021吨、二氧化硫0.185吨、氧化氮0.054吨； ５、社会效益分析 1）本项目单纯按发电量来算，其经济值是较低的；与常规能源相比，费用仍然比较高，这也是制约太阳能光伏应用的主要因素。然而，我们也应看到，治理常规能源所造成的污染是一项很大的“隐蔽”费用，一些国家对化石燃料的价格也进行了补贴。 2）太阳能光伏发电虽一次性投资较大，但其运行费用很低。 3）太阳能光伏与建筑相结合是一个方兴未艾的领域，有着巨大的市场潜力。