太阳能光伏建筑一体化技术综述
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光伏建筑一体化技术的发展与应用一、引言随着可再生能源的重要性日益凸显,光伏建筑一体化技术作为一种创新的解决方案,正在迅速发展。
本文将探讨光伏建筑一体化技术的发展历程、应用领域以及未来展望。
二、光伏建筑一体化技术的发展历程光伏建筑一体化技术是将太阳能电池板与建筑物的外立面、屋面等进行紧密结合,实现建筑的同时发电。
这一技术的发展可以追溯到20世纪70年代,当时的太阳能电池板仅仅作为可再生能源的一个结果。
然而,随着对可持续发展的关注和对环境问题的日益重视,光伏建筑一体化技术逐渐受到更多的关注和投资。
在过去几十年中,该技术取得了显著的进展,包括效率的提高、成本的下降以及材料的多样化。
这些进展使得光伏建筑一体化技术成为可持续建筑领域的一个重要组成部分。
三、光伏建筑一体化技术的应用领域光伏建筑一体化技术在各个领域的应用潜力巨大。
首先,光伏建筑一体化技术可以应用于新建筑物的设计与建造过程中。
通过在建筑物的外墙、屋面等部位安装太阳能电池板,可以实现建筑外观与功能的有机结合,同时也提供了可再生能源的发电能力。
其次,光伏建筑一体化技术还可以用于既有建筑物的改造与升级。
通过对现有建筑物的外立面、屋面进行改造,引入太阳能电池板等设备,可以实现对建筑物的能源利用效率的提升,降低建筑物的能耗。
另外,光伏建筑一体化技术还可以应用于城市规划与设计中。
在城市中,通过采用光伏建筑一体化技术,可以将太阳能电池板纳入到建筑物的整体规划中,将其作为一种可再生能源的重要组成部分。
这样的设计可以在城市中形成一个相互配合、互为补充的能源网络,实现能源的高效利用。
四、光伏建筑一体化技术的未来展望随着技术的不断进步和创新,光伏建筑一体化技术在未来有着广阔的发展前景。
一方面,随着太阳能电池板的效率不断提高和成本的降低,光伏建筑一体化技术将更加具有经济实用性,吸引更多的建筑师和开发商采用。
另一方面,光伏建筑一体化技术的应用领域将进一步扩大。
除了传统的建筑外装修和能源改造,光伏建筑一体化技术还有望在智能建筑、车棚、公共设施等领域发挥重要作用。
太阳能光伏技术的建筑一体化设计第一章:引言随着全球对可再生能源需求的不断增长,太阳能光伏技术作为一种环境友好的能源解决方案得到了广泛的关注和应用。
与传统的太阳能发电系统相比,太阳能光伏技术的建筑一体化设计将太阳能电池板融入到建筑中,不仅能够为建筑提供清洁的能源,还能够为建筑带来更多的功能和价值。
本文将探讨太阳能光伏技术的建筑一体化设计在建筑行业中的应用和发展前景。
第二章:太阳能光伏技术的建筑一体化设计概述太阳能光伏技术的建筑一体化设计是将太阳能光伏系统与建筑的设计和施工过程相结合,将太阳能电池板融入到建筑中的过程。
这种设计理念使得建筑本身具备了太阳能发电的能力,大大提高了太阳能的利用效率。
太阳能光伏技术的建筑一体化设计可以在不影响建筑美观和功能的前提下,为建筑提供清洁能源,并减少对传统能源的依赖。
第三章:太阳能光伏技术的建筑一体化设计应用案例根据不同的建筑类型和需求,太阳能光伏技术的建筑一体化设计可以有多种不同的应用方式。
以下是一些典型的应用案例:1. 太阳能光伏建筑立面设计:通过在建筑外墙上安装太阳能电池板,将太阳能利用最大化,同时也起到了保护建筑内部温度的作用。
这种设计在城市热岛效应的缓解和建筑节能方面有着重要的作用。
2. 太阳能光伏屋顶设计:利用建筑的屋顶进行太阳能光伏板的布置和安装,可以为建筑提供清洁能源,并实现建筑自给自足。
这种设计在住宅小区和商业建筑中广泛应用。
3. 太阳能光伏整体建筑设计:通过将太阳能电池板融入到建筑的整体设计中,使建筑本身成为一个能源发生器。
这种设计不仅能够满足建筑的能源需求,还能够将多余的能源输出到电网上,实现能源的共享和回收利用。
第四章:太阳能光伏技术的建筑一体化设计优势太阳能光伏技术的建筑一体化设计具有许多优势,包括但不限于以下几点:1. 环保节能:太阳能是一种清洁、可再生的能源,通过将太阳能光伏系统与建筑一体化设计相结合,可以为建筑提供大部分甚至全部的能源需求,减少对传统能源的依赖,降低能源消耗和碳排放。
光伏建筑一体化技术的应用分析随着现代城市化进程的加快,能源问题日益成为人们关注的焦点。
人们越来越迫切地需要一种能够节约能源、环保绿色、可持续发展的能源形式。
在能源危机的背景下,光伏建筑一体化技术的应用成为一种强有力的解决方案。
所谓光伏建筑一体化技术,就是将太阳能电池板集成到建筑中,实现建筑和太阳能的智能化融合,从而实现建筑节能和可再生能源的利用。
光伏建筑一体化技术的应用不仅可以降低建筑的能耗,还可以减少建筑材料的使用,节约资源,降低建筑成本,提高建筑的实际使用寿命。
一、光伏建筑一体化技术现状光伏建筑一体化技术由于其具有良好的节能环保、可持续发展的特点,在全球范围内得到了广泛的应用。
据统计,截至2019年底,全球共有7000多个光伏建筑项目已经建成,光伏建筑容量总计超过240MW。
尤其是在欧美等发达国家,光伏建筑一体化技术的应用已经相当成熟,其中以德国、美国、日本等国家的光伏建筑项目最为活跃。
二、光伏建筑一体化技术的优点1、光伏建筑节能由于光伏建筑一体化技术可以将太阳能转换为电能进行利用,因此可以降低建筑的能耗,实现建筑节能。
光伏建筑一体化技术在冬季可以通过吸收太阳辐射来增加室温,减少暖气设备的使用;在夏季可以反射太阳辐射来降低室温,减少空调设备的使用。
另外,光伏建筑一体化技术还可以通过集热器将太阳能转化为热能,为建筑供暖和生活用水。
2、环保绿色光伏建筑一体化技术可以转化太阳能为电能,使用的是一种绿色清洁的能源,不会产生任何的污染物。
同时,由于可以降低建筑能耗,也可以减少环境污染和碳排放量。
因此,光伏建筑一体化技术的应用可以为城市的环境维护和节能减排做出贡献。
3、可持续发展光伏建筑一体化技术的应用可以大量减少建筑材料的使用,节约资源;可以利用可再生的太阳能,实现能源的可持续发展。
随着科技的不断改进与升级,光伏建筑一体化技术的应用将会越来越广泛,实现城市的低碳化和可持续发展将更具有现实意义和价值。
三、光伏建筑一体化技术的应用前景光伏建筑一体化技术在国内尚未得到广泛应用,但是随着国家节能环保政策的不断推进与加强,光伏建筑一体化技术的应用前景将会越来越广阔。
光伏建筑一体化光伏建筑一体化是指将光伏发电系统与建筑物的设计、建造和运营相结合,将光伏发电设备整合到建筑物的外立面、屋顶、遮阳设施等部位,使建筑物具备发电功能,同时保持建筑的美观和功能。
光伏建筑一体化的具体实现方式包括以下几个方面:1. 外立面光伏建筑一体化:将光伏组件安装在建筑物的外墙表面,利用太阳能将光能转化为电能。
这种方式可以利用建筑物的立面空间,实现光伏发电和建筑外观的有机结合。
2. 屋顶光伏建筑一体化:将光伏组件安装在建筑物的屋顶上,利用太阳能进行发电。
这种方式可以最大限度地利用建筑物的屋顶空间,将其转化为发电设备的安装面。
3. 遮阳光伏建筑一体化:将光伏组件安装在建筑物的遮阳设施上,如阳台、雨棚、遮阳板等。
这种方式可以实现遮阳和发电的双重功能,兼顾建筑物的舒适性和能源利用。
4. 窗户光伏建筑一体化:将光伏组件嵌入建筑物的窗户中,利用太阳能进行发电。
这种方式可以利用建筑物的窗户面积,实现发电和采光的双重效果。
光伏建筑一体化的优势包括:1. 节约土地资源:将光伏发电系统整合到建筑物中,不需要额外的土地或场地,节约了土地资源的利用。
2. 提高建筑能源利用效率:光伏建筑一体化可以将太阳能直接转化为电能,提高建筑的能源利用效率,降低能源消耗。
3. 美化建筑外观:光伏组件可以与建筑外观进行有机结合,不仅实现了发电功能,还可以美化建筑物的外观。
4. 减少建筑物的碳排放:光伏发电是一种清洁能源,使用光伏建筑一体化可以减少建筑物的碳排放,降低对环境的影响。
总之,光伏建筑一体化是将光伏发电系统与建筑物相结合,实现发电和建筑功能的有机融合。
它是可持续发展和绿色建筑的重要组成部分,具有广阔的应用前景。
光伏建筑一体化科普
光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaics,简称BIPV)是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。
依据建设地点的地理、气候条件、建筑功能、周围环境等因素进行规划设计,确定建筑布局、朝向、间距、群体组合和空间环境,将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。
根据光伏方阵与建筑结合的方式不同可分为两大类:
- 第一类是光伏方阵与建筑的结合(BAPV),这种方式是将光伏方阵安装在已有建筑的屋顶、墙面等结构上,不影响原有建筑物的功能。
- 第二类是光伏方阵与建筑的集成(BIPV),这种方式是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、光电采光顶、建筑阳台光伏栏板、公共设施停车屋顶等。
BIPV不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV:BuildingAttachedPV)的形式。
二者同时设计和施工,光伏发电组件成为建筑材料的一部分,同时具备发电和建材的双重功能,形成光伏与建筑的统一体。
太阳能与建筑一体化应用技术及应用
1.主要技术内容
“建筑太阳能一体化”是指在建筑规划设计之初,利用屋面构架、建筑屋面、阳台、外墙及遮阳等,将太阳能利用纳入设计内容,使之成为建筑的一个有机组成部分。
“太阳能与建筑一体化”分为太阳能与建筑光热一体化和光电一体化。
太阳能与建筑光热一体化是利甩太阳能转化为热能的利用技术,建筑上直接利用的方式有:①利用太阳能空气集热器进行供暧;②利用太阳能热水器提供生活热水;③基于集热—储热原理的间接加热式被动太阳房;④利用太阳能加热空气产生的热压增强建筑通风。
太阳能与建筑光电一体化是指利用太阳能电池将白天的太阳能转化为电能由蓄电池储存起来,晚上在放电控制器的控制下释放出来,供室内照明和其他需要。
光电池组件有多个单晶硅或多晶硅单体电池通过串并联组成,其主要作用是把光能转化为电能。
2.技术指标
(1)太阳能与建筑光热一体化,按《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB 50364和《太阳能供热采暧工程技术规范》GB 50495技术要求进行。
(2)太阳能与建筑光电一体化按《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》JGJ 203技术要求进行。
3.适用范围
适用于太阳辐射总量在5000MJ/m2的青藏高原、西北地区、华北地区、东北大部,以及云南、广东、海南的部分低纬度地区。
太阳能与建筑光电一体化宜建小区式发电厂。
4.已应用的典型工程
乌鲁木齐市华源,博瑞新村以太阳能真空管为组件的屋顶和外挂墙壁,进行热水供应,小区路灯和地下车库照明采用LED灯;清华大学建筑学院教学楼。
光伏建筑一体化简介现代化社会中,人们对舒服的建筑热环境的追求越来越高,导致建筑采温顺空调的能耗日益增长。
在发达国家,建筑用能已占全国总能耗的30%—40%,对经济进展形成了一定的制约作用。
光伏建筑一体化,是应用太阳能发电的一种新概念,简单地讲确实是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。
按照光伏方阵与建筑结合的方式不同,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。
这种方式是将光伏方阵依附于建筑物上,建筑物作为光伏方阵载体,起支承作用。
另一类是光伏方阵与建筑的集成。
这种方式是光伏组件以一种建筑材料的形式显现,光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。
如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。
在这两种方式中,光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式,专门是与建筑屋面的结合。
由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间,是光伏发电系统在都市中广泛应用的最佳安装方式,因而倍受关注。
光伏方阵与建筑的集成是BI PV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差不多功能要求。
[1]光伏建筑一体化在国外的进展现状美国是世界上能量消耗最大的国家,国会先后通过了“太阳能供暖降温房屋的建筑条例”和“节约能源房屋建筑法规”等鼓舞新能源利用的法律文件。
在经济上也采取有效措施,不仅在太阳能利用研究方面投入大量经费,而且由国会通过一项对太阳能系统买主减税的优待方法。
因此,美国太阳能建筑的进展极为迅速,不管是对太阳能建筑的研究、设计优化,依旧材料、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,美国均处于世界领先地位,并在国内形成了完整的太阳能建筑产业化体系。
美国于上个世纪80年代初就由新墨西哥洲的洛斯阿拉莫斯科学实验室编制出版了被动式太阳房设计手册。
此外,美国还出版了许多有用的被动式太阳房建筑图集,既介绍成功的设计实例,也有对太阳房原理、构造的详细讲明。
BIPV光伏建筑一体化引言:BIPV(Building-Integrated Photovoltaics)即光伏建筑一体化技术,是将光伏发电系统与建筑外观材料紧密融合的一种新型建筑形式。
通过将太阳能光伏组件集成到建筑外墙、屋顶、窗户等构件中,BIPV技术不仅能够满足建筑本身的能源需求,还可以将多余的电能供给电网,实现能源的双向流动。
本文将全面介绍BIPV光伏建筑一体化技术的概念、原理、应用及未来发展等方面的内容。
一、BIPV光伏建筑一体化的概念和原理(400字)A.BIPV光伏建筑一体化的定义及发展历程B.BIPV光伏建筑一体化技术的原理和组成部分C.与传统光伏的区别及优势二、BIPV光伏建筑一体化的应用领域(500字)A.BIPV在建筑外墙方面的应用B.BIPV在屋顶方面的应用C.BIPV在窗户及幕墙方面的应用D.BIPV在室内建筑元素方面的应用三、BIPV光伏建筑一体化的技术挑战及解决方案(400字)A.界面耦合及电力管理问题B.材料选择与耐久性问题C.成本与市场推广问题四、BIPV光伏建筑一体化的经济与环境效益(300字)A.建筑自给自足和减少对传统电网的依赖B.节约能源成本和降低碳排放C.提高建筑的价值和形象五、BIPV光伏建筑一体化技术的发展趋势(400字)A.BIPV技术在可再生能源领域的地位与前景B.智能化控制系统的应用和发展C.新材料与制造技术的研发D.政策支持和市场推广的重要性和影响结论:BIPV光伏建筑一体化技术是当前建筑行业中的一项创新技术,既满足了建筑的功能需求,又实现了能源的可持续利用。
BIPV技术的发展和应用将推动建筑行业在能源效率和可持续发展方面迈上一个新的台阶。
未来的市场前景和政策支持将进一步推动BIPV光伏建筑一体化技术的迅速发展和应用。
光伏建筑一体化技术
光伏建筑一体化技术是将太阳能光伏发电技术与建筑一体化设计相结合的一种技术。
光伏建筑一体化技术的目的是将太阳能光伏发电系统与建筑物的外观、结构和功能相融合,使得光伏发电系统不再是单纯的设备安装在建筑物上,而是成为建筑物的一部分。
光伏建筑一体化技术可以分为两种类型:一种是光伏外立面技术,即将太阳能电池板安装在建筑物的外立面上,形成太阳能电池板外墙,既可以保护建筑物,又能够发电;另一种是光伏屋顶技术,即将太阳能电池板安装在建筑物的屋顶上,利用建筑物的屋顶空间进行太阳能发电。
光伏建筑一体化技术的优势包括:一是可以降低建筑物的能耗,减少对传统能源的依赖;二是可以提供建筑物的自给自足能源,增加建筑物的能源可持续性;三是可以美化建筑物的外观,增加建筑物的艺术价值;四是可以利用建筑物的外墙和屋顶空间,增加光伏发电系统的容量。
然而,光伏建筑一体化技术还存在一些挑战和限制。
首先是成本问题,光伏建筑一体化技术相对于传统建筑技术来说成本较高,需要进一步降低成本才能推广应用。
其次是技术难题,光伏建筑一体化技术需要解决太阳能电池板和建筑物外观、结构的协调性问题。
最后是市场认可问题,尽管光伏建筑一体化技术具有广阔的前景,但市场对于这种新型技术的认可度还需要提高。
总之,光伏建筑一体化技术是未来能源发展的方向之一,通过将太阳能光伏发电技术与建筑一体化设计相结合,可以实现建筑物的节能减排和能源自给自足,具有重要的经济和环境意义。
太阳能建筑一体化技术太阳能建筑一体化技术是指将太阳能利用技术与建筑设计、建筑材料相结合,实现建筑物自身的能源供给和利用。
这种技术的应用不仅可以减少建筑物对传统能源的依赖,降低能源消耗,还可以减少对环境的影响,实现建筑与自然的和谐共生。
太阳能建筑一体化技术在现代建筑领域具有重要的意义和应用前景。
一、太阳能建筑一体化技术的原理太阳能建筑一体化技术主要利用太阳能光伏发电和太阳能热利用两种方式。
光伏发电是通过光伏板将太阳能转换为电能,供给建筑物内部的用电设备;太阳能热利用则是通过太阳能集热器将太阳能转换为热能,用于建筑物的供暖、热水等需求。
这两种方式结合在一起,可以实现建筑物的能源自给自足,减少对传统能源的依赖。
二、太阳能建筑一体化技术的优势1. 环保节能:太阳能是一种清洁、可再生的能源,利用太阳能建筑一体化技术可以减少对化石能源的消耗,降低温室气体排放,对环境友好。
2. 节约成本:虽然太阳能建筑一体化技术的初期投资较高,但长期来看可以节约能源成本,降低建筑物运行维护费用。
3. 增加建筑价值:太阳能建筑一体化技术可以提升建筑物的绿色认证水平,增加建筑物的价值和吸引力。
4. 提升建筑品质:太阳能建筑一体化技术可以改善建筑物的室内环境质量,提升居住和工作的舒适度。
三、太阳能建筑一体化技术的应用1. 住宅建筑:太阳能建筑一体化技术可以应用于住宅建筑,为居民提供清洁、稳定的能源供应,改善居住环境。
2. 商业建筑:商业建筑通常能耗较大,利用太阳能建筑一体化技术可以降低能源成本,提升商业建筑的可持续发展水平。
3. 公共建筑:学校、医院、办公楼等公共建筑也可以应用太阳能建筑一体化技术,实现能源节约和环保效果。
4. 城市规划:在城市规划中,可以考虑将太阳能建筑一体化技术纳入设计,打造更加智能、绿色的城市建筑群。
四、太阳能建筑一体化技术的发展趋势随着人们对可持续发展和环境保护意识的增强,太阳能建筑一体化技术将会得到更广泛的应用和推广。
科技成果——太阳能热利用与建筑一体化技术技术类别零碳技术适用范围建筑行业太阳能资源Ⅲ类及以上地区的中高层建筑行业现状近年来,我国太阳能在建筑领域的热利用得到快速发展,但随着我国城市土地资源日趋紧张,城市新建建筑中高层建筑比例逐年增加,大部分新建住宅项目在设计阶段并未考虑利用太阳能,且传统的整体式太阳能热水器安装条件又受到较大限制,所以太阳能总体利用比例较低。
由于该技术不占用建筑屋顶面积,且不受楼高的限制,在高层建筑应用潜力较大。
目前该技术已在济南、郑州、西安等地得到了一定规模的应用,为高层太阳能热利用提供了可行的方案。
技术原理该技术将集热器安装在建筑立面的墙体上,不仅解决了高层建筑集热器由于占地原因应用比例过低问题,而且不影响建筑的整体美观。
太阳能热利用与建筑一体化系统由集热器、辅助加热系统、循环水系统和辅助系统构成,在正常日照条件下利用太阳能光热技术将太阳能转化为热能,再通过系统管路内的换热介质循环流动将太阳能集热器所收集的热量传递给水箱,为住宅用户提供符合给排水设计规范要求的生活热水。
关键技术(1)阳台构架式一体化技术结合建筑风格量身定制太阳能设备,实现太阳能应用与高层建筑的完美结合;(2)同步施工技术太阳能热水系统与住宅建筑同步设计、同步施工、同步使用和后期管理,有效避免后期安装对建筑安全性、整体性和美观性的破坏。
太阳能应用与建筑一体化技术示意图主要技术指标1、单台分体太阳能热水系统年节电量约1214kWh;2、主体设备使用寿命15年以上。
技术水平该项技术于2010年3月通过中铁七局集团有限公司组织的评审,并获得中铁七局2009年度科技进步二等奖。
同时获得十余项国家发明专利及实用新型专利。
典型案例典型用户:中铁中产置业有限公司、万科集团等。
典型案例1案例名称:西岸国际花园•北苑建设规模:建筑面积约16万m2。
建设条件:为高层住宅,所在地西安属于我国太阳能资源区划Ⅲ类地区,具有良好的技术应用条件。
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。
太阳能光伏建筑一体化技术综述
作者:陈亚爱王亮
来源:《城市建设理论研究》2013年第15期
摘要:太阳能光伏建筑一体化技术已越来越多地应用于新型节能建筑领域。
该技术的应用不仅可有效地为建筑物提供部分电能,同时相对于传统火力发电具有无污染、无燃料等明显优势。
论文在对现有的太阳能光伏建筑一体化技术应用成果进行分析、总结和系统化的基础上,分别从太阳能光伏建筑一体化系统组成、设计、经济效益等多个方面进行了归纳,并针对国内现状提出见解,为太阳能光伏建筑一体化技术的应用提供参考。
Review of Building Attached Photovoltaic technology
Chen yaaiWang liang
( North China University of Technology,Mechanical Engineering)
Abstract: BAPV(Building Attached Photovoltaic) technology has been more and more applied in the field of new energy-saving building. BAPV technology not only can effectively provide part of the electric power building, at the same time compared with traditional coal-fired power has no pollution, no obvious advantages such as feed of fuel. The thesis is on the existing solar building integrated technology application results analysis, summary and systematic basis, respectively from the system composition, design, economic benefits, and other aspects were summarized, and the domestic situation, put forward some opinions for solar photovoltaic building integrated technology the application to provide reference.
关键词:太阳能;光伏建筑;一体化;节能;
中图分类号:TK511文献标识码: A 文章编号:
1.前言
太阳能作为一种新的能源,越来越多地应用于发电、热水系统等领域中。
而光伏发电作为太阳能一种主要的应用形式,其拥有可靠、无噪声、无污染、无需消耗燃料、可方便地与建筑物相结合等优点,使光伏建筑一体化技术越来越多地应用在智能化建筑物中,为建筑物提供清洁、可再生的能源。
1986年,世界能源组织提出“太阳能光伏建筑一体化”的概念。
中国翻译过来被称为“BIPV”(Building Integrated Photovoltaic),其通常的意义为集成到建筑物上的太阳能光伏发电系统。
目前在中国,对“BIPV”具有广义和狭义两种理解。
广义的理解,安装在所有建筑物上的太阳能光伏发电系统均称为“BIPV”。
狭义的理解,与建筑物同时设计、同时施工、同时安装并与建筑物完美结合的太阳能光伏发电系统才能称之为“BIPV”。
由于二者容易混淆,在建筑系统中,我国将广义的方式称为“BAPV”(Building Attached Photovoltaic),而将狭义的方式称为“BIPV”加以区分[1][2][16]。
2.太阳能光伏建筑一体化技术发展现状
在我国内,“安装型”太阳能光伏建筑一体化系统又被称为BAPV(Building Attached Photovoltaic),具有造价低、效率高的特点,其主要形式是在建筑物屋顶安装太阳能电池板[1][4][5][7][8][9][10]。
该系统在国内主要应用于大型厂房等屋顶面积较大的光伏建筑一体化系统中,如:京东方8代线产房、珠海东澳文化中心等。
“构件型”和“建材型”太阳能光伏建筑一体化系统在国内又被称为BIPV(Building Integrated Photovoltaic),即狭义上的BIPV。
“构件型”和“建材型”太阳能光伏系统造价较高、效率一般,但与建筑结合较好,比较美观;“构件型”系统其主要形式是光伏组件构成的雨棚构件、栏板构件等;“建材型”系统其主要形式为光伏瓦、光伏砖等[1][4][7][8][9][10][12]。
该系统通常应用于办公楼等综合建筑体,如:首都博物馆新馆、国家体育馆等。
本文从广义的太阳能光伏建筑一体化技术出发,着重对现有的应用成果进行综述。
3.太阳能光伏建筑一体化系统的组成
光伏建筑一体化系统主要由光伏阵列、光伏接线箱、蓄电池、光伏逆变器等设备组成。
根据文献[3]中规定,光伏系统主要有两种类型,即并网光伏系统和独立光伏系统,其组成形式如图1及图2所示。
由于独立光伏系统造价较高,蓄电池占用空
间较大,且结合我国电网的实际情况,城市中光伏建筑一体化系统基本选用的是并网光伏系统中的无逆流无存储装置的系统。
在我国偏远山区,由于电网不发达或不稳定,一般采用独立光伏系统中的无逆流有存储装置的系统。
3.1光伏阵列
光伏阵列中的光伏电池将光子能量转换成电能,通过控制器和逆变器向建筑物内的电网输送电能。
光伏电池作为光伏阵列的基本组成部分,现
阶段在建筑物上应用的产品主要有硅太阳电池和化合物电池两种。
硅太阳电池主要分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池几种。
化合物电池主要由碲化镉太阳电池和铜铟镓硒薄膜太阳电池组成。
表1列出了各种太阳电池性能。
表1 光伏电池性能对比
由表1可以看出,现阶段硅太阳电池的应用明显要好于化合物电池。
单晶硅和多晶硅太阳能电池由于光电转换率较高且价格适中,在我国的光伏建筑一体化系统中得到广大应用。
3.2光伏接线箱
光伏接线箱是指保证光伏组件有序连接和汇流功能的接线装置。
该装置能够保障光伏系统在维修、检查时易于分离电路,当光伏系统发生故障时减少停电范围。
3.3.蓄电池
蓄电池是独立型太阳能发电系统和防灾型系统不可缺少的储能部件。
其主要功能是当日照量减少或夜间不发电时补充负荷要求的功率。
当太阳能发电功率下降时,蓄电池可以起缓冲作用,保证电压稳定。
文献[2]总结了在光伏建筑中,目前应用最多的密封型铅酸蓄电池的种类和特征,如表2所示。
3.4.充、放电控制器
充、放电控制器是独立系统中基本的控制电路,其作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池过充电和过放电保护,其原理图如图3所示[5]。
由图3可见,当蓄电池完成充电时,控制器控制K1断开,禁止电流继续流入蓄电池内。
当蓄电池的剩余电量不足时,控制器控制K2断开,停止向负载输出电流。