光伏系统在建筑上的应用

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1、光伏系统在建筑上的应用内容提要光伏系统发电原理光伏系统在建筑中的应用国内外光伏建筑进展前景与思考光伏系统发电原理什么叫光伏发电？光伏的英文是“photovoltaic”。当光线照射在半导体器件（p-n结器件）上时，在器件的两侧（p和n）产生电压的现象，称光伏效应（PhotovoltaicEffect）。利用半导体器件的光伏效应把太阳的辐射能转变为电能的发电方式叫太阳能光伏发电。太阳电池的俯视照片太阳电池（p-n结半导体二极管）示意图太阳电池发电原理示意图SG-Si硅片电池组件光伏方阵光伏系统在建筑中的应用光伏建筑一体化（BIPV）光伏建筑一体化就是BuildingIn

2、tegratedPhotovoltaic（BIPV），是将光伏组件或材料集成到建筑上，使其成为建筑物不可分割的一部分，光伏组件发挥遮风、挡雨、隔热等功能，拿开光伏组件之后建筑将失去这些功能。BIPV系统可以划分为两种形式：光伏屋顶结构（PVroof）和光伏墙结构（PVwall）。BIPV系统一般由光伏阵列（电池板）、墙面（屋顶）和冷却空气流道、支架等组成。光伏系统在建筑中的应用光伏组件附着在建筑上（BAPV）BAPV是通过简单的支撑结构将光伏组件附着安装在建筑上的形式，不会增加建筑的防水、遮风的性能。而且BAPV会增加建筑负载，影响建筑整体效果。另外，对建筑物表面来说

3、，BAPV还存在重复建设的问题，浪费了建筑材料。BAPVBIPV与BAPV的区别光伏建筑一体化(BIPV)与普通的将光伏组件或系统简单附着在建筑上(简称为BAPV)的应用方式的最大不同点在于：它已作为建筑物必不可少的一部分发挥着建筑材料的作用。而BAPV建筑中的组件只是通过简单的支撑结构附着在建筑上，拿开光伏组件后，建筑功能仍完整。BIPV与BAPVBIPV案例BAPV案例国内外光伏建筑进展早期光伏建筑以BAPV的形式为主。近期光伏建筑以BIPV为主。随着技术的进步，BIPV建筑艺术品越来越多。因为BIPV相对BAPV更漂亮、更贴近生活、更融入环境、示范效果更好。由于

4、光伏建筑一体化（BIPV）能够节约用地、就近发电就近使用、减少输电损耗、提高电网稳定性，BIPV项目在国内外应用变得更加广泛。BIPV的几种形式平屋顶遮阳板斜屋顶幕墙天棚BIPV的几种形式平屋顶BIPV从发电角度看，平屋顶经济性最好：可以按照最佳角度安装，获得最大发电量；可以采用标准光伏组件，具有最佳性能；与建筑物功能不发生冲突；光伏发电成本最低。香港圣保罗小学双玻璃光伏采光顶光伏玻璃采光顶BIPV的几种形式斜屋顶BIPV南向斜屋顶BIPV具有较好经济性：可以按照最佳角度或接近最佳角度安装，因此可以获得最大或者较大发电量；可以采用标准光伏组件，性能好、成本低；与建筑物

5、功能不发生冲突。光伏发电成本最低或者较低，是光伏系统优选安装方案之一。其它方向（偏正南）次之。BIPV斜屋顶示范深圳万科城点式结构屋顶德国玻恩Rheinbach,IPS办公室光伏采光顶系统BIPV的几种形式遮阳板BIPV遮阳板有跟踪和不跟踪两种，可采用标准组件或者特制组件，经济性与斜屋顶接近或者稍高，依据具体情况而定。科威特Warba保险大楼双玻璃光伏遮阳篷光伏玻璃遮阳瑞士苏黎世机场光伏遮阳系统BIPV的几种形式光伏幕墙除发电功能外，要满足幕墙所有功能要求：包括外部维护、透明度、力学、美学、安全等，组件成本高，光伏性能偏低；要与建筑物同时设计、同时施工和安装，光伏系

6、统工程进度受建筑总体进度制约；光伏阵列偏离最佳安装角度，输出功率偏低；发电成本高。光伏玻璃幕墙光伏玻璃幕墙BIPV的几种形式光伏天棚光伏天棚要求透明组件，组件效率较低；除发电和透明外，天棚构件要满足一定的力学、美学、结构连接等建筑方面要求，组件成本高；发电成本高。德国柏林火车站德国柏林火车站天棚细节前景与思考我国的建筑众多，建筑构造如果充分考虑环境能源技术，借鉴欧洲、日本、美国等国家，结合光伏组件，在建筑主体的设计前阶段，将太阳能的利用与建筑设计融合于一体，充分利用空间能源及太阳能，就能建造出造福人类的绿色、环保、节能建筑。太阳能光伏技术系统在建筑上应用应该得到政府的

7、支持及建筑师的推广。建造建筑一体化的光伏系统，必须按建筑安全规范的要求设计和安装。建筑外墙的设计一般10-20年，甚至30年以上，其对于建筑一体化幕墙组件的发电和安全性能设计是否能够达到建筑物要求的年限，也值得我们进一步思考。