光伏建筑一体化(一)-完整版
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光伏建筑一体化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。
建筑光伏发电一体化方案1 太阳能光电建筑介绍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。
(1)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;(2)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:(1)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;(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。
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;(3)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;(4)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;(5)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。
1.3光伏与建筑结合的几种安装方式财政补贴将重点支持太阳能光电建筑一体化安装且发电主要用于解决建筑用能的项目,从项目类型上主要包括三类:一是建材型,指将太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起成为不可分割的建筑构件或建筑材料,如光伏瓦、光伏砖、光伏屋面卷材、玻璃光伏幕墙、光伏采光顶等;二是构件型,指与建筑构件组合在一起或独立成为建筑构件的光伏构件,如以标准普通光伏组件或根据建筑要求定制的光伏组件构成雨篷构件、遮阳构件等;三是与屋顶、墙面结合安装型,指在平屋顶上安装、坡屋面上顺坡架空安装以及在墙面上与墙面平行安装等形式。
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。
BIPV目录[隐藏]BIPV主要的安装形式BIPV的定义BIPV的优势BIPV在国外的发展现状BIPV在国内的发展动态BIPV的发展方向BIPV建筑设计中需注意的几个问题BIPV主要的安装形式BIPV的定义BIPV的优势BIPV在国外的发展现状BIPV在国内的发展动态BIPV的发展方向BIPV建筑设计中需注意的几个问题[编辑本段]BIPV主要的安装形式光伏建筑一体化(BIPV)主要的安装形式有以下几种:立面平屋顶坡屋顶遮阳[编辑本段]BIPV的定义BIPV即Building Integrated PV,PV即Photovoltaic。
BIPV(光伏建筑一体化)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—体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV:Building Attached PV)的形式。
现代化社会中,人们对舒适的建筑热环境的追求越来越高,导致建筑采暖和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%,对经济发展形成了一定的制约作用。
[编辑本段]BIPV的优势1. 能够满足建筑美学的要求BIPV建筑首先是一个建筑,它是建筑师的艺术品,其成功与否关键一点就是建筑物的外观效果。
在BIPV建筑中,我们可通过相关设计将接线盒、旁路二极管、连接线等隐藏在幕墙结构中。
这样既可防阳光直射和雨水侵蚀,又不会影响建筑物的外观效果,达到与建筑物的完美结合,实现建筑大师们的构想。
2. 能够满足建筑物的采光要求对建筑物来说光线就是灵魂,其对光影的要求甚高。
BIPV建筑是采用光面超白钢化玻璃制作的双面玻璃组件,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,即使是在大楼的观光处也能满足光线通透的要求。
当然,光伏组件透光率越大,电池片的排布就越稀,其发电功率也会越小。
3. 能够满足建筑的安全性能要求BIPV组件不仅需要满足光伏组件的性能要求,同时要满足幕墙的三性实验要求和建筑物安全性能要求,因此需要有比普通组件更高的力学性能和采用不同的结构方式。
光伏建筑一体化第1章太阳能光伏与建筑一体化应用现状及趋势1.1我国的太阳能资源分析中国的疆界,南从北纬4°附近西沙群岛的曾母暗沙以南起,北到北纬53°31´黑龙江省漠河以北的黑龙江心,西自东经73°40´附近的帕米尔高原起,东到东经135°05´的黑龙江和乌苏里江的汇流处,土地辽阔,幅员广大。
中国的国土面积,从南到北,自西至东,距离都在5000km以上,总面积达960万平方公里,为世界陆地总面积的7%,居世界第3位。
在中国广阔富饶的土地上,有着十分丰富的太阳能资源。
全国各地太阳年辐射总量为3340r-J8400MJ/m2,中值为5852MJ/m2。
从中国太阳年辐射总量的分布来看,青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。
尤其是青藏高原地区最大,这里平均海拔高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。
例如人们称为"日光城"的拉萨市,1961r-J1970年的平均值,年平均日照时间为3005.7h,相对日照为68%,年平均晴天为108.5d、阴天为98.8d,年平均云量为4.8,年太阳总辐射量为8160MJ/m2,比全国其他省区和同纬度的地区都高。
全国以四川和贵州两省及重庆市的太阳年辐射总量最小,尤其是四川盆地,那里雨多、雾多、晴天较少。
例如素有"雾都"之称的重庆市,年平均日照时数仅为1152.2h,相对日照为26%,年平均晴天为24.7d、阴天达244.6d,年平均云量高达8.4。
其他地区的太阳年辐射总量居中。
中国太阳能资源分布的主要特点有:①太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°- 35°这一带,青藏高原是高值中心,四川盆地是低值中心;②太阳年辐射总量,西部地区高于东部地区,而且除内蒙古和新疆两个自治区外,基本上是南部低于北部;③由于南方多数地区云多雨多,在北纬30°-40°地区,太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反,太阳能不是随着纬度的增加而减少,而是随着纬度的升高而增长。