BIPV设计实战篇
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268YAN JIUJIAN SHE常重要的,当电网在运行过程中出现故障之后,为了可以使发电系统的敏感性负荷得到保护,应该迅速将这些负荷从公共电网中隔离出来。
如果是多能互补发电系统在运行过程中内部发生了故障,应该注意及时将问题馈线断开,防止对其他关联电网的运行产生影响,同时也方便对多能互补发电系统运行的故障进行检查以及消除,这对于提升电网综合运行安全性以及稳定性会有很大帮助。
二、BIPV 及多能互补的微型发电系统的设计技术研究1.光伏建筑一体化设计在现阶段的社会背景之下,人们的用电需求正在不断提升,这与我国社会经济以及科技水平的快速提升有直接关系,电力供应不仅是企业发展的基础,同时电力供应情况也会直接影响到人们的日常生活质量。
光伏建筑一体化主要是将光伏发电结合到建筑上的一种技术,其不但具有建筑的结构以及功能,同时也可以通过光伏系统来进行发电。
对于光伏与建筑一体化来说,这是现阶段我国新能源大力开发以及应用的时代背景下一种新的概念,其不仅是将太阳能板与建筑进行简单的结合,而是严格秉持着安全、稳定、美观以及环保的原则来展开设计,其中任何一个部分都是建筑的重要有机组成。
当光伏系统与建筑进行有机结合之后,使得建筑物的外观更加具有魅力。
同时,建筑中的太阳能板的应用不仅对太阳能进行了有效利用,这在很大程度上节省了能源的应用,使得建筑的设计美观性以及环保性得到了更好的体现。
将太阳能系统中所包含的内容作为建筑中不可或缺的设计元素可以使太阳能系统与建筑物更好的融为一体,这样一来不仅使得太阳能得到了有效利用,同时也使得建筑物自身的功能特性得到了提升。
对于光伏建筑一体化设计来说,在设计工作实际展开的过程中主要包括屋顶一体化、墙面一体化以及建筑构件一体化。
首先,对于屋顶一体化来说,其主要是指将太阳能板与建筑屋顶的设计相结合,通常会将太阳能板以瓦片的形式覆盖整个屋顶,这样一来既可以提升太阳能的利用率,同时也使得屋顶自身的功能性得到了更好的体现。
《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2023明确规定,新建建筑应安装太阳能系统。
虽然太阳能系统不仅仅是太阳能光伏发电系统,但由于各地相继发布了新建建筑的太阳能光伏系统配置要求,变电站建筑设计光伏发电系统成为一步到位的解决方案。
BIPVorBAPV建筑光伏系统是指安装在建筑物上,利用太阳能电池的光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。
相关资料中,经常出现热门词汇——BIPV oPV就是光伏,英语photovo1taic的缩写。
BIPV,即建筑集成光伏发电系统,指光伏发电设备作为建筑材料或构件,在建筑上应用的形式,也称光伏建筑一体化。
相对BIPV,还有一个词汇BAPV,即建筑附加光伏发电系统,指光伏发电设备不作为建筑材料或构件,在已有建筑上安装的形式。
BIPV是现阶段建筑光伏系统的发展潮流,新建变电站工程应该采用这种模式。
如果仍采用BAPV,那实在是太IOW了。
B1PV的主要形式是光伏屋面(光伏瓦)、光伏幕墙、光伏栏板、光伏雨棚等。
现阶段变电站通用设计外墙普遍采用幕墙,用BIPV光伏幕墙取代,应该是最优解决方案。
建筑光伏设计相关标准《光伏发电站设计规范》GB50797-2012《光伏发电站施工规范》GB50794-2012《建筑光伏系统应用技术标准》GB/T51368-2019《建筑用光伏遮阳板》GB/T37268-2018《光伏支架结构设计规程》NB/T10115-2018《建筑用光伏构件通用技术要求》JG/T492-2016《建筑用光伏遮阳构件通用技术条件》JG/T482-2015《太阳能光伏发电系统与建筑一体化技术规程》CECS418-2015《建筑一体化智能光伏系统技术规程》T/CECS941-2023《光伏组件屋面工程技术规程》T/CECS902-2023……上面只是列了部分光伏建筑设计标准。
除了上面列出的国家标准和行业标准、团体标准,还有地方标准。
如浙江省有《建筑太阳能光伏系统应用技术规程》DB33/IIo6・2015。
BIPV案例:迪拜阿尔马克塔姆太阳能塔1. 背景阿联酋迪拜是一个拥有丰富阳光资源的国家,为了有效利用太阳能资源并减少对传统能源的依赖,迪拜决定建造一座具有代表性的太阳能建筑——阿尔马克塔姆太阳能塔。
这座太阳能塔不仅是一个建筑物,还是一个发电厂,通过利用建筑外墙上安装的太阳能发电板来产生清洁能源。
2. 过程2.1 设计与规划阿尔马克塔姆太阳能塔的设计由国际知名建筑事务所设计,并在设计过程中考虑了多个因素,包括建筑外观、发电效率和可持续性。
设计师们决定在建筑外墙上安装大面积的BIPV(Building Integrated Photovoltaics)模块,以最大限度地利用太阳能资源,并同时满足美观要求。
2.2 建设与安装在确定了设计方案后,施工队伍开始进行建设与安装工作。
首先,他们对建筑外墙进行了结构加固,以确保能够承受安装BIPV模块的重量。
然后,他们按照设计方案,在建筑外墙上逐步安装了大量的太阳能发电板。
这些发电板采用了先进的技术,可以高效地将太阳能转化为电能,并且具有较高的耐候性和可靠性。
2.3 运营与维护阿尔马克塔姆太阳能塔建成后,开始投入正式运营。
建筑外墙上的BIPV模块将不断吸收阳光并转化为电能,供给建筑内部使用,并将多余的电能注入城市电网。
在运营过程中,需要定期对BIPV模块进行检查和维护,以确保其正常运行和发电效率。
3. 结果3.1 清洁能源供应阿尔马克塔姆太阳能塔利用建筑外墙上的BIPV模块成功地将太阳能转化为清洁能源。
这些清洁能源不仅满足了建筑内部的用电需求,还向城市电网注入了大量的清洁电力。
通过利用太阳能资源,该项目有效减少了对传统能源的依赖,降低了碳排放,为环境保护做出了积极贡献。
3.2 经济效益阿尔马克塔姆太阳能塔的建设与运营不仅带来环境效益,还带来了经济效益。
通过利用太阳能发电,建筑物不再完全依赖传统能源供应,并且可以将多余的电能出售给城市电网,从而实现了清洁能源的商业化运作。
BIPV建筑一体化设计方案L1BIPV建筑一体化设计要点光电建筑一体化的设计首先也必须满足整体区域的建筑设计原则,光电建筑一体化将太阳能光伏系统/组件作为建筑的一部分,对建筑物的建筑效果与建筑功能带来一些新的影响,作为与建筑结合或集成的建筑新产品,光电建筑一体化对光伏系统及组件提出了如下新的要求:①.光伏阵列的布置要求光伏阵列的布置应尽可能地朝向太阳光入射的方向;光伏阵列的布置要方便设备选型,使其接近标准组件的电学性能,满足电学要求;②.建筑的美学要求光电建筑一体化首先是一个建筑,是建筑师的艺术品,应满足一定的美学要求,用于光电建筑一体化的光伏组件,因为其安装朝向与部位的要求,在不可能作为建筑外装饰主要材料的前提下,光伏组件的颜色与质感需与整座建筑协调;③.光伏阵列的力学要求当光伏组件与建筑集成使用时,光伏组件是一种建筑材料,需满足建筑的安全性与可靠性,不但要通过IEC61215的检测,满足抗冰雹冲击的要求,还要有一定的抗风压要求,具有一定的韧性,在风荷载作用时能有一定的变形,特别是用作玻璃幕墙面板和采光顶面板的光伏组件,有更高的力学性能;④.建筑隔热隔声的要求普通光伏组件一般只有4mm厚,不能满足隔热隔声的要求,能够将普通光伏组件作成中空低辐射隔声节能玻璃;⑤.建筑釆光的要求为了提高效率,将电池片间距缩小到2~5mm,但光电建筑一体化要考虑到室内的采光要求,调整电池片间距到25mm左右,使其透光率在30%左右;⑥.安装方便的要求光电建筑一体化组件的安装要求要比普通组件的安装难度大很多,安装高度较高、安装空间较小,能够将光伏组件与结构作成单元式结构,进行专门的设计与生产;⑦.寿命的要求普通光伏组件的封装用的胶一般为EVA,使用寿命不到50年,不能与建筑同寿命,EVA发黄会影响建筑的美观与光伏系统的发电量,所以设计时选择PVB封装的光伏组件,PVB己经成熟应用于建筑用来夹胶玻璃的制作;因为光电建筑一体化系统中的连接线大多在幕墙立柱、横梁等密闭结构中,温度远远高于环境温度,不能采用普通的聚氯乙烯铜线,而应该选用光伏专用电线(双层交联聚乙烯铜线),电线的直径也要比普通系统大一些。
光伏建筑一体化BIPV的设计光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaics,简称BIPV)是将光伏发电系统与建筑物结合,将太阳能光伏技术应用于建筑中,以实现建筑本身的能源自给自足。
BIPV的设计要考虑建筑的美观性、可持续性、安全性和经济性等因素。
下面,我将详细介绍光伏建筑一体化BIPV的设计。
首先,在BIPV的设计中,建筑物的外观是非常重要的考虑因素之一、光伏材料可以被集成到建筑物的外立面、屋顶、阳台和窗户等部位,因此设计师需要选择合适的光伏材料,保持建筑物原有的美观性。
目前,常用的光伏材料有晶硅、非晶硅和有机太阳能电池等,设计师可以根据建筑物的风格和用途选择适合的材料。
其次,在BIPV的设计中,可持续性也是一个非常重要的方面。
光伏发电系统的主要目的是减少对传统能源的依赖,减缓气候变化的影响。
因此,设计师应该考虑建筑整体的能源需求,合理布局光伏组件,以最大程度地将太阳能转化为电能。
同时,建筑物的绝热性能也需要考虑,以减少能源的浪费。
安全性是另一个需要考虑的因素。
设计师需要确保光伏发电系统的安全性,避免发生火灾、漏电等意外情况。
这可以通过选择合格的光伏组件和优质的电气设备,以及合理安装和维护来实现。
此外,对于高温地区,设计师还需要考虑光伏组件的散热问题,以免影响其效率和寿命。
最后,经济性也是光伏建筑一体化设计中需要考虑的重要因素之一、虽然光伏建筑一体化系统的投资成本相对较高,但在长期运营中它可以产生可观的经济效益。
设计师需要对建筑物的能源需求进行准确的评估,计算出系统的发电能力和经济回报周期,以帮助业主做出正确的决策。
总结起来,光伏建筑一体化BIPV的设计需要考虑建筑物的美观性、可持续性、安全性和经济性等方面。
通过选择合适的光伏材料、合理布局和安装光伏组件,并确保系统的安全性和经济性,可以实现光伏建筑一体化的设计目标,提高建筑的能源利用效率,减少对传统能源的依赖,为可持续发展做出贡献。
设计BIPV系统的步骤BIPV系统应采用节能设计技术,并仔细选择和指定设备和系统。
它们应该从生命周期成本的角度来看待,而不仅仅是最初的第一成本,因为总成本可能会因它们所取代的建筑材料和劳动力的避免成本而降低。
BIPV系统的设计考虑因素必须包括建筑物的使用和电气负载,其位置和方向,适当的建筑和安全规范以及相关的公用事业问题和成本。
1.仔细考虑应用节能设计实践和/或节能措施,以减少建筑物的能源需求。
这将提高舒适度并节省资金,同时也使给定的BIPV系统能够为负载提供更大的百分比贡献。
2.在公用事业交互式光伏系统和独立光伏系统之间进行选择:(1)绝大多数BIPV系统将连接到公用电网,使用电网作为存储和备份。
系统的大小应满足所有者的目标-通常由预算或空间限制定义;而且,逆变器的选择必须了解公用事业的要求。
(2)对于那些仅由光伏供电的“独立”系统,系统(包括存储)的尺寸必须满足建筑物的峰值需求/最低功率生产预测。
为了避免光伏/电池系统因异常或偶尔的峰值负载而过大,通常使用备用发电机。
这种系统有时被称为“光伏发电机组混合动力”。
3.移峰:如果峰值建筑负荷与光伏阵列的峰值功率输出不匹配,则经济上可能适合将电池纳入某些并网系统以抵消最昂贵的电力需求期。
该系统还可以充当不间断电源系统(UPS)。
4.提供足够的通风:工作温度升高会降低光伏转换效率。
晶体硅光伏电池比非晶硅薄膜更真实。
为了提高转换效率,请在模块后面允许适当的通风以散热。
5.使用混合光伏-太阳能热系统进行评估:作为优化系统效率的一种选择,设计人员可以选择捕获和利用通过加热模块开发的太阳能热资源。
这在寒冷的气候下对于预热进入的通风补充空气很有吸引力。
6.考虑整合采光和光伏收集:使用半透明薄膜模块,或在两层玻璃之间具有定制间隔单元的晶体模块,设计师可以使用PV在立面,屋顶或天窗光伏系统中创建独特的采光功能。
BIPV元件还有助于减少与大面积建筑玻璃相关的不必要的冷却负荷和眩光。
国际bipv优秀案例
国际BIPV优秀案例包括:
1. 澳大利亚墨尔本的像素建筑:这栋大楼配置了太阳能电池板,赋予建筑活力及独特感。
同时,大楼取得美国LEED标准下的102个要求,是迄今为止全球LEED最高得分。
2. 墨西哥蒙特雷的FEMSA总部:建筑立面上安装了Onyx Solar光伏玻璃板,该建筑安装了370个透明度为20%(L视觉)的大尺寸灰色非晶硅玻璃模块,形成与建筑立面分隔的衬里。
立面上的光伏玻璃板产生大约
17,200千瓦时的能量,并防止向大气中排放超过11吨的二氧化碳。
3. 墨西哥奇瓦瓦州的Heineken Mexico光伏幕墙:这栋建筑采用Onyx Solar的透明光伏玻璃,将为Heineken在Meoqui建设的新工厂供电。
这些案例充分体现了BIPV的潜力和优势,是可持续发展的重要组成部分。
BIPV设计实战篇一:基本信息
A.姓名建设香港科学园(第一期)
湾的位置白石角,新界,香港
角建筑师西蒙关事务所有限公司
d.主要承包商
中国国家建设工程。
(香港)有限公司(建筑4a和主要承包商四号乙)
Bickson建筑有限公司(建设5个主要承包商)
即占地面积8公顷
总建筑面积荷兰盾120,000平方米(含10个bldgs )
湾奖收稿香港国际机场2003年年度病房-优异奖
二:导言-背景
背景
在1998年施政报告中,香港特别行政区行政长官宣布建立新的香港科学园在大埔,以加强科技基础设施在香港。
行政长官进一步制定政策的举措,以改善环境和齿轮为知识型经济在2000年施政报告。
这些政策设立的目标,并成为指标建设的首个科学园在香港。
三:设计理念
特征
一种方法在设计的整体发展是要建立一个公园一样设置一个轻松,愉快的互动和工作环境。
建筑的第一阶段是低增长,并协调给予一致的外观,同时允许个人身份在网站上。
为了创造一个轻松,清爽,并欢迎的气氛中,楼梯和走廊全是不寻常
请计划的建筑第1期特别设计的灵活性,允许细分的空间规划,使建筑物被划分为各种各样的租户组合。
四:设计策略
4.1建筑形式
西南结束第一阶段的科学园正面临吐露港公路,从而减少交通噪声对住户可能成为一个关键的设计问题。
停车场的建设和建设服务的安排沿西南结束的网站,旁边的吐露港公路,充当隔热屏障,以道路交通噪声的办公大楼。
4.2预制
预制材料的使用在施工过程中,如预制熔覆,半预制地板,预制梁和楼梯等金属模板,可重新用于其他项目后,通过清洗代替木材之一,以减少废物产生施工过程。
4.3建筑围护结构
应用双层玻璃幕墙系统,特种玻璃结合是用来遮阳的所有建筑物第1期以减少总热传送值(OTTV ),以20瓦每平方米。
玻璃是选择具有低导热和高反射太阳大于50 %,加上高透光70 %以上。
正面的建筑物是包相结合的铝面板,双层玻璃窗口单位和建设综合性光伏板。
第二个门面是补充前面的玻璃幕墙的外墙面临西部。
腔中两国之间的正面有一个上升通道的空气带走热量的吸收太阳能。
它还有助于屏蔽交通噪声从吐露港公路。
透明玻璃是用整个门面,以帮助减少眩光可能会影响驾驶。
屋顶面板包括两个层次,以阻止热量进入建筑物。
屋顶是穿着与绝缘金属屋面床单覆盖光电板,提供遮荫的主要屋顶和办事处如下。
在双层玻璃幕墙系统,遮阳设备连同金属屋面帮助提高建筑物的热和声学性能。
4.4自然采光
屋宇署在第一阶段使用大量的夹层玻璃,以最大限度地提高自然采光渗透。
此外,建设4a和四十亿都设计有中央服务的核心和建设深入在非洲的大部分地区办事处不超过10.5米从外部或房墙,可以更好地日光渗透。
4.5绿色空间
大约有三公顷的景观区第1期的公园。
4.6照明设计
照明的所有建筑物的第一阶段是由红外运动探测器,光电,定时器,占用传感器和调光器的开/关和强度的照明系统,以减少能源消耗和实现舒适的视觉享受,以居住者。
此外,节能灯是选择适合应用在不同领域,如节能的T5荧光灯电子镇流器与所使用的办公区,而非T8s更好的光输出。
4.7垂直运输
应用红外运动探测器和重量传感器的自动扶梯将运作只有当行人被发现,这将减少不必要的能耗空自动扶梯运行,尤其是在夜间。
照明和球迷升降机内将关闭时自动检测电梯在不使用15分钟以上。
4.7IT系统
为了促进“无纸化”操作,所有建筑物联系在一起的一个地下隧道服务。
发言提出,专门的IT 管道和设备的客房都提供为每一个建设,以便利的安装和运行可靠的电信网络。
高速宽带网络和高达30Gbps可以共享的租户,以加强“无纸化”沟通。
此外,每个公园的用户发出一个智能的智能卡的权利,获得,保留的设施,结算帐户“电子”的消除使用的纸张在很大的程度上。
4.8空气污染管制
排气系统的厨房,餐厅业务的公园是由水洗涤器,静电除尘器和油脂过滤器。
排气管的位置并没有直接面对邻近建筑物和至少5米以上的地面水平。
此外,维修车辆在公园的电力,以减少温室气体排放。
对于室内空气,这是过滤化学过滤器和/或生物氧气过滤器,以消除臭味和其他化学污染物,而紫外线过滤器是提供给抑制细菌。
这是旨在实现“ 1级”室内空气质量的指导说明政府。
4.9材料
建材这是持久的,可回收,无毒,低维修和生产的生态可持续利用来源,例如非消耗臭氧层物质,如R134a制冷和FM - 200防火系统是用来保护臭氧层;道路铺设再生摊铺机;应用回收的玻璃天花板和绝缘板,低挥发性有机化合物涂料和亚麻核心木材大门。
五:设计特点
建筑光伏系统集成(BIPV )
BIPV面板已安装在外墙的louvers ,屋顶盖的建筑物在第1期。
的BIPV连接到电力网,并有大约200公斤瓦的输出。
安装BIPV面板可以寻求新的清洁能源技术,减少自然资源的消耗和减少排放到大气中。
它可以节省约250MWh的电力消耗每年。
庭
天窗和clerestories位于中心的金属屋面形式的建筑物在第1期,最大限度地为白天进入建筑物在不同时间,从而减少能源消耗光。
遮光装置
遮阳遮阳结构纳入到广泛的外部门面的建筑第一阶段以保护阳光直接照射,渗透,减少热增益的办公室,以减少电力消耗的空调。
节水设备
为了节约用水,冲洗手盆,水龙头和小便器都是由红外线传感器控制。
对于工厂,一个计算机控制的自动灌溉系统,与当地的雨水传感器用于有效地控制供水,以美化环境领域提供合适的微环境,对不同类型的种植和避免不必要的湿灌溉期间一天。
六:参考图
计划
位置图网站计划网站计划网站计划建筑四十亿建筑四十亿
核心Bldgs
(第一部分)
Coporated
Bldgs (第一部
分)
建筑四十亿科建筑四十亿科网站科
透视
现场示范现场示范现场示范核心建筑截面
校园Bldgs企业Bldgs企业Bldgs校园Bldgs核心建筑校园建筑
企业内部大厦企业内部大厦
校园内部
Bldgs
室内的核心建
筑
企业内部大厦企业内部大厦图
天光在大厦4a的
金属屋顶上的大厦
4a的
光伏系统
室内空气质量控制系
统。