浅谈光伏发电技术在建筑上的应用

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1、浅谈光伏发电技术在建筑上的应用　　摘要：太阳能作为清洁、可再生能源，光伏发电技术成功应用到建筑上受到业内广泛关注，本文就光伏建筑一体化（BIPV）技术应用情况及系统设计做了简要论述，以此抛砖引玉，与大家进行探讨、学习，使BIPV技术得以更好地推广与应用。关键词：光伏建筑一体化、BIPV中图分类号：TB857文献标识码：A一、光伏发电1、光伏发电简介1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）发现，阳光照在半导体材料上会产生电位差，这个物理现象后来被称为”光伏效应”，由此诞生了可应用的光伏发电。在世界能源日趋紧张的状况下

2、，太阳能作为清洁、可再生能源，光伏发电应用被电能专家密切关注，再加上政府的扶持，光伏工业得以飞速发展。光伏发电作为一种新能源开发的技术应用,对环境保护、经济发展发挥着巨大作用。2、光伏发电的技术特点12光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、无需燃料、故障率低、维护简便、可无人值守、建设周期短、工程规模大小随意等许多优点，是常规发电方式所不能比拟的。该技术已经在不少领域的设备供电上得到成功应用，但由于其发电量较小、光电转化率低、建设成本高、受气候条件制约等缺点又制约了该技术普遍应用。3、光伏发电产业发展状况欧洲光伏工业协会（E

3、PIA）预测，到2040年，光伏发电将占总电力的20％以上，到本世纪末将占到60％以上。我国光伏发电产业从地区分布来看，主要集中在浙江和江苏地区，装机容量分别达到66.3和62.4兆瓦，全国光伏发电应用占比分别为37.6%和35.4%。从应用形式来看，主要是光伏发电与建筑集成的形式，总装机容量达到162.7兆瓦，在该地区光伏发电应中占比为92.3%。在国际市场拉动和国内政策的扶持下，我国的光伏产业链已基本形成。从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充，可以解决小规模系统设备用电，而小型的光伏发电系统集成于建筑物中，直接为建筑

4、内的负荷供电，将是这种常规能源补充的一种有效应用形式，是未来光伏产业推广与应用的一大发展方向。二、光伏建筑一体化应用1、光伏发电技术在建筑上应用光伏发电在建筑上的应用,不仅缩短了输电线路环节,同时减少了土地占用，具有明显的社会效益与经济效益。业内对光伏发电与建筑一体化应用称为BIPV(Building12IntegratedPhotovoltaics)。由于太阳能光伏方阵所产生的是直流电，且随着太阳光强度的太小而变化，为了得到稳定、可靠的交流电，采用逆变器、滤波器及控制装置形成稳定可控的交流电源，除向负荷供电外，还可将多余的

5、电能向电网反馈，系统应用示意图如下:2、光伏方阵与建筑的集成方式光伏方阵与建筑物的集成方式有两种：一种是将封装好的晶硅型电池组件置于建筑屋顶组成光伏方阵（见下图左）；另外一种是将非晶硅型光伏方阵与建筑的集成化（见下图右），即将光伏电池制作成玻璃幕墙、防水卷材等形式，既是光伏发电的电池组件，又是建筑的幕墙、防水材料，集发电与装饰为一体，是今后的光伏建筑一体化发展的主要趋势。当然,将以上两种方式综合利用也是可行的，光伏发电系统其余的备安装于建筑内。三、BIPV应用系统设计（一）设计前分析1、气象统计、分析光伏发电系统若要成功应用

6、到建筑上，先决条件是该建筑物所在地要有充裕的阳光，这就需要对该建筑所在地的气象进行统计、分析，计算该建筑所在地区的年日照时间，同时分析其经济性，得出该建筑是否有必要应用光伏发电系统。122、安全性分析光伏发电系统是以建筑作为载体，是依附于建筑物的，光伏发电系统与建筑集成化应用的安全性涉及以下三方面：（1）光伏组件本身的结构强度是否能承受恶劣气候（飓风、雷电、冰雹、大雪等）的冲击，在恶劣气候条件下是否能正常工作，这些因数必须考虑，在选型时要求光伏组件厂家出具相关测试报告，必要时还要再进行试验，符合要求后才能在工程上应用；（2）

7、光伏组件及相关设备安装在建筑上后，对建筑结构、消防是否有影响，应进行评估；（3）光伏发电系统对建筑物内的人员安全、其它设备正常运行是否有影响也应进行评估。3、环境分析光伏发电系统应用到建筑物上，环境影响分析主要从建筑内、外两方面进行，应对光伏组件及相关设备装置对环境是否造成污染进行评估。4、经济分析12BIPV的成本最主要是受光伏组件价格影响，按照前2年的市场价格，单（多）晶硅电池组件的价格一般在30～35元／W范围内，非晶电池的峰瓦价格在23～28元／W范围内。再加上逆变器、蓄电池、控制器、仪表、输电线路等其它费用，单（多

8、）晶硅电池组件发电成本大约在50～70元／W范围内，非晶硅电池组件40～60元／W。随着光伏发电系统技术的不断革新，其系统成本也将随之降低，可以粗略估计，到2020年，光伏系统的成本将降低1/3，其成本降低走势如下图：此外，阳光日照时效也是影响BIPV供电成本的主要原因之一，以我国I类光照