光伏发电与建筑一体化应用论文
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光伏发电技术在建筑一体化中的应用随着可再生能源的快速发展和建筑行业的不断创新,光伏发电技术逐渐成为建筑一体化设计中的重要组成部分。
光伏发电技术以太阳能光电转换为电能,可以为建筑提供清洁、可再生的电力供应,同时还可以改善建筑的能耗效率。
本文将探讨光伏发电技术在建筑一体化中的应用,并分析其影响和未来发展趋势。
一、光伏发电技术的原理及特点光伏发电技术是通过利用太阳光的能量,将光能转换为电能的技术。
其主要原理是利用光伏效应,即光照射在光伏电池上时,光子的能量被电池吸收并转化为电流。
光伏电池组件通常由多个单元组成,能够在正常光照条件下输出稳定的直流电。
光伏发电技术的特点包括可再生能源、无污染和长寿命等,因此被广泛应用于建筑一体化设计中。
二、1.屋顶光伏发电系统屋顶光伏发电系统是最常见的建筑一体化应用案例之一。
通过在建筑的屋顶上安装光伏电池组件,可以将太阳能转化为电能,并与建筑的电网进行连接。
这种系统不仅能够为建筑提供部分电力需求,还可以将多余的电能反馈给电网,实现能源的互联互通。
此外,屋顶光伏发电系统还可以起到保护建筑屋顶的作用,延长屋顶的使用寿命。
2.透明光伏玻璃幕墙透明光伏玻璃幕墙是一种将光伏电池技术应用于建筑外墙的设计方案。
该幕墙利用透明的光伏玻璃覆盖建筑外墙,能够将太阳能转化为电能,从而为建筑提供部分电力需求。
同时,透明光伏玻璃幕墙还能够调节建筑内部的光照和温度,提高室内环境的舒适性。
这种设计既满足了建筑外观的美观性,又实现了能源的自给自足。
3.光伏蓄电池系统光伏蓄电池系统是一种将光伏发电技术与储能技术相结合的设计方案。
通过将光伏发电系统与储能设备相连接,可以将白天收集到的电能储存起来,在夜晚或电网中断时供电使用。
这种设计不仅提高了电能的利用率,还能够实现对电网的无缝切换。
光伏蓄电池系统在建筑中的应用可以有效解决能源供应不稳定的问题,提高建筑的可靠性和可持续性。
三、光伏发电技术的影响和未来发展趋势光伏发电技术在建筑一体化中的应用为建筑行业带来了诸多变革。
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。
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。
光伏一体化应用优势明显光伏建筑一体化是薄膜太阳能电池的一个重要应用,它是结合太阳能电池发电和建筑物外墙的功能,将太阳能电池组件装置在建筑物上,使它起到既可以发电又可以代替建筑材料的双重用途。
在土地价格昂贵的地区,光伏建筑一体化是解决土地成本过高和整合发电运送的最佳方案。
建筑业已开始使用薄膜太阳能电池,因为它既能发电,又可降低二氧化碳的排放量,这是未来一个新的趋势。
在这方面,薄膜太阳能电池具有无限的潜力。
依安装位置的不同,光伏建筑一体化有很多种类型,如与屋顶结合、与外墙结合、与遮阳装置结合、做玻璃幕墙用等。
光伏建筑一体化具有如下优点:1.节省太阳能电池支撑结构,并可替代屋顶、墙面、窗户等建材;2.节省太阳能电池安装成本;3.有效利用建筑物的表面积,不需另外占用土地;4.可以遮阳,降低建筑物外表温度;5.增加建筑物美观;6.将太阳能和建筑物结合,使建筑物能有自己的电源供应。
随着技术的进步,薄膜太阳能电池产品的转换效率将可达到10%以上,加上原来就具有低成本、可大规模量产的优点,组件的售价可以降到1美元/瓦以下,发电成本也就可以降到8美分/千瓦时以下,和现有传统电力相比是具有竞争力的。
光伏建筑一体化将建筑和薄膜太阳能电池结合在一起,部分建筑材料由薄膜太阳能电池取代,使得建筑物能有自己的电源供应,减少二氧化碳的排放,具有重要的环保意义。
因此,在电力供应市场和光伏建筑一体化方面,薄膜太阳能电池将都占有举足轻重的地位。
薄膜太阳能电池与光伏一体化优势明显晶体硅太阳能电池仍占有大部分的市场,但其成本下降的空间有限,而薄膜太阳能电池不仅成本下降的空间较大,转换效率也在迅速提升,在电力供应市场和光伏建筑一体化方面,薄膜太阳能电池都占有举足轻重的地位。
由于薄膜太阳能电池的厚度只有数个微米,比一般纸张还要薄,所以原材料的消耗比晶体硅要少得多。
它镀膜时的温度只有200摄氏度~300摄氏度,生产时所消耗的电能回收期较短。
薄膜太阳能电池对弱光较为敏感,在同样条件下,高温时的效益也比晶体硅好。
谈光伏建筑一体化技术应用-光伏技术论文-工业论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——由于化石能源的大量消耗,导致一系列困扰人类的社会问题,譬如:能源危机、环境污染、温室效应等。
人们迫切需要寻找一种对环境没有污染的可再生能源提供人们所需的能源,以替代传统的化石能源。
由于太阳能具有取之不尽、用之不竭的优点,且使用过程中不会给环境带来污染,得到了人们的青睐。
以一年为单位计算,太阳辐射到地表的太阳能约相当于燃烧130万亿t标煤所释放的能量,因而太阳能是当今最引人关注的可再生能源。
在这些背景下,光伏建筑一体化(BuildingIntegratedPhotovoltaic,简称BIPV)应运而生。
BIPV的概念最早由70年代末的美国学者提出。
由于BIPV具有绿色环保、不占额外的空间、美观等诸多优点,各国学者均开展BIPV技术的研究,BIPV从最初的建筑物上简单堆砌光伏阵列的形式,发展为光伏系统与建筑物融为一体的设计。
光伏建筑一体化基本概念BIPV是将原有建筑楼宇和太阳能发电装置组合在一起,在承担传统建筑的功能的同时进行光伏发电,为负载提供一部分电能。
另外,对于拥挤的大城市,将光伏发电技术与房屋建筑结合在一起,可节省较多的空间,同时实现了光伏发电。
因此光伏建筑一体化在城市中使用,有重要的使用价值和意义。
光伏建筑一体化分类从光伏发电技术与建筑物结合的型式来看,光伏建筑一体化可分为两种型式:(1)光伏发电设备是建筑物的附加系统的型式。
该型式通常以现有的建筑物作为基础,在建筑物表面上增加光伏发电设备。
在光伏建筑一体化技术的早期阶段,该型式比较常见。
这种型式的光伏建筑一体化优点是改造容易、且投资较小、施工方便;然而,其缺点也很明显,通常改造后建筑物的外貌与建筑设计风格不协调,视觉不美观,很难达到理想的效果。
(2)光伏发电设备与建筑物相集成的型式。
这种型式的光伏组件通常作为建筑物的一部分,在工程的整个设计过程中,光伏组件与建筑物同时考虑,施工和安装也同时进行,实现光伏发电设备与建筑完美结合。
光伏发电系统的建筑一体化设计随着可再生能源的日益重要,光伏发电作为一种清洁、可持续的能源解决方案,广泛应用于建筑领域。
光伏发电系统的建筑一体化设计,旨在将光伏组件融入建筑外观并最大化发电效率。
本文将探讨光伏发电系统建筑一体化设计的背景、关键原则和实施方法。
一、背景在传统的光伏发电系统中,光伏组件往往被单独安装在建筑物的屋顶或立面上。
虽然这种安装方式可以有效地利用太阳能,但却面临着审美和建筑一体性的挑战。
为了克服这些问题,光伏发电系统的建筑一体化设计应运而生。
二、关键原则光伏发电系统的建筑一体化设计需要遵循以下关键原则:1. 美观性:设计应注重光伏组件与建筑外观的和谐一致。
可以通过选择与建筑材料颜色相近或设计成与建筑形状相契合的光伏组件来实现。
2. 结构完整性:建筑一体化设计需要确保光伏组件的安装不会破坏建筑的结构完整性。
光伏组件应能够承受风、雨和其他自然灾害,不会对建筑造成损害。
3. 发电效率:在建筑一体化设计中,要将光伏组件的安装与建筑的日照条件相结合,以最大化发电效率。
须选择合适的安装角度和位置,使得光伏组件能够充分接收太阳辐射。
三、实施方法实现光伏发电系统的建筑一体化设计有多种方法可供选择。
以下是其中的几种常见方法:1. 玻璃幕墙:将光伏组件与玻璃幕墙结合,使光伏组件成为建筑立面的一部分。
这种设计不仅可以利用太阳能,还可以提供建筑的自然光照。
2. 太阳能瓦片:将太阳能电池片嵌入到屋顶瓦片中,使其看起来与传统的瓦片无异。
这种设计不仅保留了建筑的传统外观,还能够发电。
3. 阳台栏杆:在阳台栏杆上安装透明的光伏组件,使其与阳台栏杆完美融合。
这种设计可以利用建筑的垂直空间,同时满足光伏组件与建筑外观的统一。
4. 屋顶花园:利用屋顶花园的空间安装光伏组件,使其与植物和景观元素融为一体。
这种设计不仅可以发电,还可以提供绿色环境。
四、总结光伏发电系统的建筑一体化设计是将太阳能利用与建筑美学相结合的创新解决方案。
光伏建筑一体化范文光伏建筑一体化是指将光伏发电技术和建筑设计相结合,将太阳能光伏电池板直接安装在建筑物的外墙、屋顶、阳台、遮阳蓬等位置,通过吸收太阳能转换为电能,实现建筑物自给自足的电力供应。
光伏建筑一体化不仅能够满足建筑物自己的用电需求,还能将多余的电力输送到电网上,实现对外供电。
首先,光伏建筑一体化可以有效节约能源。
由于太阳能是一种可再生的能源,通过光伏建筑一体化能够有效地利用太阳能,减少对传统能源的依赖,降低能源消耗。
其次,光伏建筑一体化可以减少对环境的污染。
相比传统的燃煤发电方式,太阳能发电不会产生任何污染物,不会产生废气和废水,对环境的影响非常小。
再次,光伏建筑一体化可以提升建筑物的外观和形象。
传统的太阳能发电系统往往需要额外的安装空间,会影响到建筑物的美观性。
而光伏建筑一体化将太阳能电池板与建筑物完美地结合在一起,不仅不会破坏建筑物的外观,反而可以增加建筑物的现代感和科技感。
最后,光伏建筑一体化可以提供可靠的电力供应。
太阳能光伏发电系统不仅可以给建筑物自己提供电能,还可以将多余的电能卖给电网,实现对外供电。
这不仅可以实现建筑物自给自足,还可以为建筑物的主人带来经济利益。
在实际应用中,光伏建筑一体化已经取得了一些成功的案例。
比如中国上海世博园的中华馆就采用了光伏建筑一体化技术,将太阳能电池板直接安装在建筑物外墙上,实现了建筑物的自给自足。
此外,德国柏林植物园也有一座光伏建筑一体化的设施,该设施将太阳能电池板安装在屋顶上方的遮阳蓬上,不仅为植物园提供了照明和通电设备所需的电力,还为周边社区供电。
然而,目前光伏建筑一体化还存在一些挑战和问题需要解决。
首先,光伏建筑一体化的成本较高,需要投入大量的资金。
其次,光伏建筑一体化需要积极的政策支持,包括太阳能发电补贴和优惠政策等。
最后,光伏建筑一体化的技术仍然需要进一步完善和提升,例如提高光伏电池板的转换效率、降低材料的成本等。
总之,光伏建筑一体化是一种创新的太阳能利用方式,具有广阔的应用前景和巨大的经济和环境效益。
最新【精选】范文参照文件专业论文略谈光伏发电系统与建筑物一体化应用略谈光伏发电系统与建筑物一体化应用纲要:太阳能光伏发电技术作为一种新式洁净能源技术,属于可重生资源,将光伏发电系统与建筑物一体化相联合,即雅观有环保。
当前国际上光伏建筑一体化的发展已经进入商业化运作阶段,而我国在这方面还比较落伍,需要政府和有关研究部门作出更大的努力。
本文主要剖析了太阳能光伏发电技术原理,论述了光伏建筑一体化的应用形式。
重点词:太阳能;光伏发电技术;建筑物;一体化;应用形式中图分类号:TK511文件表记码:A 前言能源的潜伏危机和生态的不停恶化,使世界各国踊跃致力于开发包含太阳能在内的可重生能源。
太阳能是当前已知最丰富的一种洁净能源,开发利用太阳能,鼎力发展光伏发电有益于节俭能源、保护环境。
采集太阳能,将光能变换为电能使其变成可控电能的系统,即为光伏发电系统。
经过三十多年的精益求精与发展,当前已经形成一套完好而成熟的技术,而光伏发电系统与建筑一体化(BIPV)应用成为新的发展趋向。
光伏建筑一体化不是光伏发电系统与建筑物的简单叠加,而是建筑从开始设计时,马上太阳能系统包含的全部内容作为建筑物不行或缺的设计元素加以考虑,奇妙地将太阳能系统的各个零件融入建筑中,二者有机联合,形成多功能的建筑构件,成为建筑物不可切割的一部分。
详细说就是将光伏器件与建筑资料集为一体,用光伏组件取代屋顶、窗户和外墙,形成光伏与建筑资料集成产品,既可以当建材,又能利用太阳能发电。
太阳能光伏发电技术原理太阳能光伏发电的主要媒介是太阳能电池,即光伏电池。
太阳能电池将光能转变成电能的基来源理是:太阳能电池汲取必定能量的光子后,半导体内产生一空穴对,称为“光生载流子”,二者的电性相反,电子带负电,空穴带正电;电性相反的光生载流子被半导体P-N结所产生的静电场分别开;光生载流子电子和空穴分别被太阳能电池的正、负极所采集,并在外电路中产生电流,进而获取电能。
太阳能光伏系统在建筑一体化设计中的应用随着全球环境问题日益凸显,人们对可再生能源的需求也越来越迫切。
太阳能作为一种清洁、可再生的能源,被广泛应用于各个领域。
其中,太阳能光伏系统在建筑一体化设计中的应用备受关注。
本文将就太阳能光伏系统在建筑一体化设计中的应用进行探讨。
一、节能减排太阳能光伏系统可以将太阳辐射转化为电能,不仅可以为建筑提供清洁能源,减少对传统能源的依赖,还可以减少二氧化碳等温室气体的排放,从而减少对环境的污染,实现节能减排的目标。
二、建筑美学太阳能光伏系统可以与建筑完美融合,既可以满足建筑的能源需求,又可以提升建筑的美观度。
通过设计精美的太阳能光伏板,可以为建筑增添独特的艺术感,使建筑更加具有创意和科技感。
三、可持续发展太阳能光伏系统的应用可以促进建筑行业向可持续发展方向转变。
建筑一体化设计中引入太阳能光伏系统,可以有效利用太阳能资源,同时减少对传统能源的需求,推动建筑行业实现绿色低碳发展。
四、经济效益引入太阳能光伏系统可以为建筑节约能源成本,降低用电支出,提高建筑的经济效益。
虽然初期投资较高,但随着技术不断成熟和市场规模的扩大,太阳能光伏系统的成本也在不断降低,逐渐成为适用于建筑的经济实用的可再生能源装置。
五、环境保护太阳能光伏系统的运行不会产生废气、废水等污染物,对环境没有负面影响。
相反,太阳能光伏系统的应用可以减少化石燃料的燃烧,减少二氧化碳排放,降低温室气体的浓度,保护地球生态环境。
六、灾害救援太阳能光伏系统的独立发电功能可以为建筑提供应急电源,保障建筑内部的正常运行。
尤其在自然灾害等情况下,太阳能光伏系统可以应对停电情况,提供可靠的电力支持,为灾害救援提供必要的保障。
七、成本效益太阳能光伏系统的使用寿命长,维护成本低,对建筑业主来说具有较高的成本效益。
随着技术的不断发展和市场的逐渐成熟,太阳能光伏系统的整体性价比不断提升,逐渐成为建筑业主的首选之一。
八、技术创新太阳能光伏系统的应用促进了建筑领域的技术创新。
太阳能光伏发电系统与建筑一体化探讨摘要:太阳能作为一种无处不在、取之不尽、用之不竭、洁净且无污染的能源正日益受到人们的重视;它的广泛应用与推广对于节约不可再生的矿物能源、保护环境、改善人类生存空间、实现经济社会的可持续性发展等具有重要的意义。
当代世界太阳能科技发展有两大基本趋势:一是光电与光热结合;二是太阳能与建筑的结合。
太阳能是未来人类最适合、最安全、最理想的替代能源。
本文通过对太阳能与建筑一体化在实际工程中应用的讨论与分析,为推广与实践太阳能与建筑一体化技术提供参考。
关键词:太阳能;照明;太阳能与建筑一体化随着社会的发展和人口不断增长,建筑能耗在社会能源总消费量中所占的比例逐年上升,能源已经成为全球的热点、焦点问题。
世界各国都面临着资源和环保的双重压力,人类社会的可持续发展遭遇了空前的挑战。
能源的紧缺提出了对可再生能源的需求,而太阳能作为一种可以在任何太阳存在的地方都可以使用的能源受到广泛的关注,它的使用已经从最初在边远地区和缺电地区的使用,逐渐的转移到发达国家城市的使用;从简单的使用和安装太阳电池板,到现在能够把太阳电池板和建筑进行比较好的结合,使得太阳能光伏发电得到更广阔的发展空间。
如何降低我国建筑耗能已经是提升到影响国家能源安全和迫切需要解决的问题,建筑中充分利用太阳能是降低我国建筑耗能的一个有效途径。
1太阳能光伏发电与建筑设计一体化的优点从建筑设计施工技术和经济角度来看,光伏发电与建筑设计一体化有如下优点:1.1 并网光伏供电系统一般安装在闲置的屋顶或外墙面上,无需额外用地或增建其他设施,适合于人口密集的住宅小区使用,这对于寸土寸金的大中城市中的建筑尤显重要。
1.2 可实现原地发电、原地用电,在一定的距离之内可以节省电站输送电网的设施投资;对于联网用户系统来说,光伏供电系统所发电力既可供给本建筑物负载使用,也可将富余电力送入电网。
在阴雨天、夜晚或光强度较弱的季节,建筑物所需负载可以由外电网供电。
光伏发电与建筑一体化应用论文
摘要:太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分,开发利用太阳能,大力发展光伏发电有利于节约能源、保护环境。
因此要加强太阳能光伏发电与建筑设计一体化技术研发,促进光伏产品在建筑外围护结构上的应用。
目前我国实施“太阳能发电建筑一体化”还存在一些不足,在今后的工作还应引进更多的创新机制,最终实现节能减排的目标。
前言
随着经济的发展、人类的进步,人们对能源提出了越来越高的要求。
开发新能源,优化能源结构,减少温室气体排放、对现有能源的充分合理利用已经得到政府的极大重视,其中光电建筑一体化因其独有的特点,成为了新能源发展的新方向。
要实现光伏建筑一体化必须首先做到光伏设计与建筑设计的一体化,光伏专家需普及建筑知识,这样才能更好地实现建筑节能和循环经济。
1太阳能光伏系统概述
1.1发电原理
太阳能光伏系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器、DC-AC 逆变器以及用电负载等组成。
其中,电池板是太阳能光伏发电的能量转换器,又称光伏电池。
太阳能电池将光能转变为电能的基本原理是:太阳能电池吸收一定能量的光子后,半导体内产生一空穴对,称为“光生载流子”,两者的电性相反,电子带负电,空穴带正电;在电池内建电场作用下,电性相反的光生载流子被半导体P-N 结所产生
的静电场分离开;光生载流子电子和空穴分别被太阳能电池的正、负极所收集,并在外电路中产生电流,从而获得电能。
太阳能光伏发电系统可分为独立系统、并网系统和混合系统大类,独立系统是将入射的太阳能直接转换为电能,不与公共电网连接;并网系统是指与交流电网连接的光伏发电系统,混合系统则兼有两种以上能源类型。
1.2太阳能电池方阵
太阳能电池方阵是光伏系统的主要部件,接收到的太阳光能将由它直接转换为电能。
目前工程上应用的太阳能电池方阵多为由一定数量的晶体硅太阳能电池组件,按照并网逆变器输入电压的要求串、并联后固定在支架上组成。
住宅联网系统的光伏方阵一般都用支架安装在建筑物的屋顶上,如能在住宅或建筑物建设时就考虑方阵的安装朝向和倾斜角度等要求,并预先埋好地脚螺栓等固定元件,则光伏方阵安装时就将更方便和快捷。
2太阳能光伏发电与建筑一体化概述
2.1光伏建筑一体化概念
光伏建筑一体化(BIPV)也就是建筑物与光伏发电的集成化,在建筑物的外围护结构表面布设光伏方阵,使其产生电力供建筑内部设施和日常工作及生活用电。
在建筑设计阶段期,就要融入新型太阳能光伏技术,使之成为建筑设计的有机组成部分之一,统一设计、施工、调试,统一验收,同步使用。
在设计时不仅要保证建筑的美学特性,还要保证太阳能光伏技术的可用性。
同时,为达到一体化的目标,在设计时,还要注意技术与美学的和谐统一,真正做到建筑设计与光伏
发电融为一体。
2.2光伏建筑一体化的优点
2.2.1产生的是绿色、清洁能源
通过在建筑物上安装太阳能电池方阵,使太阳能转化为电能,这种光伏建筑一体化的方式没有污染,利用的是一种清洁能源,不会对生态环境产生不利影响,它不会像火力发电产生空气污染和废渣污染,可以说是真正的绿色能源。
同时它也是一种取之不尽,用之不竭的可再生能源。
2.2.2节省占地面积
光伏发电系统一般安装于建筑物的屋顶或外墙面上,不需要额外用地或增建其他设施,这对用地紧张的城镇来说十分重要。
光伏构件可以作为墙体或屋顶的一部分,这既节省了建筑材料又减少了光伏系统本身的占地面积。
2.2.3减少投资
这种发电系统发出的电能可直接使用或接入电网,如采用独立系统,可供给本建筑物负载使用,实现了能源的自给自足,这减少了远距离送电过程中的能量损失,并且可以缓解用电高峰期的供电紧张现象。
同时,原地发电、原地供电的优点节省了电站对送电网的投资,如采用并入公共电网系统,就省去了蓄电池的开支,同时也摆脱了受制于蓄电池荷电状态限制的问题。
2.2.4起到建筑节能作用
由于光伏阵列一半被安装在建筑物屋顶部、外墙立面等外围护结
构上,这些光伏阵列就会大幅吸收入射阳光,转化为电能,从而降低了建筑物周围的温度和墙体本身的温度,减少了墙体受热和室内空调机的负荷,提高室内空调制冷效率,对建筑节能起到一定的作用,既节约了能源,又利于确保室内的空气品质。
3光伏发电与建筑设计一体化的组织形式
3.1建筑与光伏发电系统相结合
作为光伏与建筑相结合的第一步,是将现成的平板式光伏组件安装在建筑物的屋顶等处,或者外墙面上,再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置相联,这种做法质量要求和技术含量较高,且成本也较高,普遍推广受一定限制。
但是目前国家和各地方政府不断出台光伏补贴政策进行扶持,而且可以在已有建筑基础上进行简单的改造即可实现,所以也是目前光伏系统与建筑结合的主要型式之一。
3.2建筑与光伏器件相结合
将光伏器件与建筑材料集成化是建筑与光伏系统的进一步结合的目标,通常情况下,建筑物的外围护结构表面都是采用外墙涂料、幕墙或各式外墙面砖,目的是保护结构主体和装饰建筑外表。
如果将光伏器件代替部分建筑材料,做成像外墙面砖、幕墙玻璃等样子来装饰建筑物的屋顶、外墙、门窗和遮阳设施,这样既可当作保护主体结构和装饰建筑外表的装饰材料,又可用来发电供建筑物内部照明等设施和冬季采暖、夏季制冷所需之电力,可谓一举多得。
但是,要把光伏器件当作建材来使用,必须具备建材所要求的几项基本条件:坚固耐用、保温隔热、绝缘阻燃、防水防潮,具有一定的强度和刚度等。
3.2.1光伏器件用作屋顶材料
将建筑物的屋顶用作为太阳能光伏发电系统的部分之一,可以充分发挥日照条件好的优势,可以避免被物品遮挡,能够充分吸收太阳光的辐射,且光伏器件在组成系统后可以紧贴屋面结构安装,减少了自然界风力对其的不利影响。
太阳能电池组件替代屋面保温隔热层,来保护屋面不受严寒酷暑侵袭,不但节约了建筑成本,就是太阳能光伏发电系统本身,其单位面积的价格也可大大降低。
用太阳能光伏器件代替建筑屋顶材料,使其适用范围不再局限于平屋面,坡屋面、弧形或球形屋面也同样可以采用。
与屋面结合为一体的另一种光伏发电系统是:采用太阳能瓦代替普通瓦,太阳能是太阳能光电池与屋顶瓦结合成一体化的产品,这种材料的特点在于使太阳能光伏器件与建筑实现真正意义上的一体化,即把太阳能光电瓦像普通瓦一样摊铺在屋面上,不需要另外安装什么支架,只需把太阳能瓦拼缝部位处理得不透风、不漏水即可。
3.2.2光伏器件与外墙面相结合
对于多层、小高屋以及高层建筑来说,其朝阳外墙面往往是是受太阳光照射最多的一面,为了充足利用墙面进行太阳能的收集,可以采用多种墙体材料和构造做法,包括与太阳能电池板一体化的玻璃幕墙、透明绝热材料以及附着于外墙面的集热器等等,既节能环保,又使建筑立面设计多样化。
3.2.3光伏器件与外墙窗、遮阳板及其它建筑构件一体化设计
光伏器件要与外墙窗或天窗相结合,要确保该器件在吸收光能后
进行发电,并且具有透光性,而与遮阳板结合,则可使光电板通过光控装置随阳光照射方向作相应转动就能做到既遮阳又发电了。
光伏器件还可与小区内景观小品、如路灯、围栏、凉亭等组合成一体化设计,白天吸收光能并转换成电能予以储存,夜晚释放电能使路灯、彩灯、节日灯大放异彩。
4结语
总之,太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分,开发利用太阳能,大力发展光伏发电有利于节约能源、保护环境。
因此要加强太阳能光伏发电与建筑设计一体化技术研发,促进光伏产品在建筑外围护结构上的应用。
目前我国实施“太阳能发电建筑一体化”还存在一些不足,在今后的工作还应引进更多的创新机制,最终实现节能减排的目标。
参考文献:
[1]吴国楚.浅谈光伏建筑一体化[J].青海科技,2011(01)
[2]王长贵,王斯成.太阳能光伏发电实用技术[M].北京:化学工业出版社,2005。