光伏发电系统集成第6章__bipv_屋顶建筑

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1、华北电力大学可再生能源学院能源工程及自动化教研室华北电力大学太阳能中心授课教师：朱红路《光伏发电系统集成》光伏与建筑相结合BIPV建筑能耗是我国能源消耗的主力军近年来，建筑与房地产业是我国经济增长的火车头之一，但与此同时，建筑能耗也是我国能源消耗的主力军。国家建设部统计报告显示：我国建筑能耗惊人，建造和使用建筑直接、间接消耗的能源占到全社会总能耗的46.7%！单位建筑面积能耗是发达国家的２-３倍！（在新西兰，住宅能耗占国家总能耗的13%，而商业建筑则为9%；在澳大利亚，住宅和商业建筑能耗分别占国

2、家总能耗的12%和8%）《节能中长期专项规划》着重指出：建筑是十一五节能的重点领域之一，建筑节能的重点是严格执行节能设计标准。太阳能光伏建筑一体化（BIPV）是解决建筑高能耗的有效途径之一根据国家发改委、国家统计局的统计，我国现有房屋建筑总面积400亿平方米，其中城市可利用屋顶面积8亿平方米，农村可利用屋顶面积32亿平方米，合计可利用屋顶面积40亿平方米。利用我国城乡房屋面积的20%来进行太阳能发电，则能产生80GWp的发电能力，占全国总装机容量的1/4，按全年满功率发电1500小时计算，年发电

3、量可达120TWh，约占全国总发电量的7.3%。光伏屋顶与BIPV简单说来，光伏屋顶就是利用安装在建筑物顶部的光伏组件（太阳能电池）将光能转换为电能，供用电器使用。光伏与建筑的结合有如下两种方式，都可以通过逆变器、控制装置等成发电系统。（1）一种是建筑与光伏系统相结合，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。（见下图左）（2）另外一种是建筑与光伏器件相结合，是将光伏器件与建筑材料集成化，即光伏建筑一体化（BIPV），如将太阳能光伏电池制作成光伏玻璃幕

4、墙、太阳能电池瓦、太阳能防水卷材等，集实用与装饰美化为一体，达到节能环保效果，是今后的发展光伏建筑一体化的趋势。（见下图右光伏玻璃屋顶）光伏屋顶工程德国柏林中央车站BIPV天窗中国山西纳克BIPV玻璃幕墙应用图片应用图片曲面屋顶太阳能车库顶板光伏与建筑结合的安装方式采用普通太阳电池组件，安装在倾斜屋顶原来的建筑材料上采用特殊太阳电池组件，作为建筑材料安装在倾斜屋顶上采用普通太阳电池组件，安装在平屋顶原来的建筑材料上采用特殊太阳电池组件，作为建筑材料安装在平屋顶上采用普通或特殊太阳电池组件，作为幕

5、墙安装在南立面上采用特殊太阳电池组件，作为建筑幕墙安装在南立面上采用特殊太阳电池组件，作为天窗材料安装在天窗上采用普通或特殊太阳电池组件，作为遮阳板安装在建筑上BIPV斜屋顶家庭用BIPV光伏发电屋顶，节省空间，BIPV组件与屋顶的完美集成。三、光伏建筑一体化BIPVBIPV光伏幕墙光伏幕墙BIPV与玻璃幕墙的和谐融会,达到双重的使用效果.三、光伏建筑一体化BIPVBIPV采光顶三、光伏建筑一体化BIPV三、光伏建筑一体化BIPV天窗采光顶，技术与艺术的和谐交融,将光线和室外的景色融入人的生活。

6、三、光伏建筑一体化BIPVBIPV遮阳板BIPV遮阳板，采光与遮阳的另类时尚，给室内空间一种全新的感觉。三、光伏建筑一体化BIPV不同类型的太阳电池组件在建筑物上的适用程度太阳电池类型适用性斜屋顶平屋顶墙面窗户遮阳围栏标准组件，有金属框架，表面为玻璃，背面为不透明背板+00－0－标准组件，无金属框架，表面为玻璃，背面为不透明背板+++－+0双层玻璃组件，有一定比例的透明度00++++两面受光太阳电池制作的双层玻璃组件，有一定的透明度000－－+表面玻璃，背面为透明TPT薄膜，有一定比例的透明度－

7、－0+－+配合顾客需要而设计的组件（如不同形状的组件）++++++“+”表示高适用性，“0”表示低适用性，“-”表示不适用光伏建筑一体化的优点①与建筑本身结合成为一个整体，不额外占用土地资源。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。有光伏阵列和公共电网共同给负载供应电力，增加了供电的可靠性。③BIPV系统大部分发的是用电高峰时的黄金电，可以大大缓解供电压力，经济和环境效益显著。光伏建筑一体化的优点④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，减少了墙体

8、得热和室内空调冷负荷，保证室内的空气品质。⑤避免使用一般化石燃料发电的空气污染和废渣污染。⑥光伏阵列安装简便，可任意选择发电容量。⑦促进ＰＶ部件的大规模生产，进一步降低ＰＶ部件的市场价格，对ＢＩＰＶ系统的广泛应用有着极大的推动作用。四、光伏建筑一体化BIPV发展趋势目前,太阳能光伏建筑一体化BIPV并网发电在国外已经得到电力部门的认可。预计50年后,仅BIPV屋顶并网发电就可提供全世界1/4的电能。国内BIPV的发展比国外稍晚了点，但是国内BIPV的发展具有牢固的技术基础，发展比较稳重。总的来说