从世博看天阳能在中国的发展

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1、从世博看太阳能在中国的发展趋势(江汉大学实验师范学院科学教育专业08级卢学芳)摘要:2010年上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”，介绍了太阳能在世博各个方面的运用,包括应用在中国地区馆、世博中心光伏建筑世博会和主题馆中的一体化(BIPV)光伏并网发电系统；美国馆的展馆热水供应工程；日本馆的馆外覆盖超轻的发电膜、还有太阳能灯，及LED太阳能小品应用。它们都代表了太阳能在未来的日常生活中供能的发展趋势关键词:上海世博，太阳能，光伏建筑一体化，热水器，LED太阳能灯上海世博会主题是“城市,让生活更美好”,并在此主题下体现“科技世博”、“生态世博”的

2、理念,特别是在清洁能源利用方面,体现先进性和导向性。太阳能是清洁能源最有效、简便清洁能源之一。在世博会上应用太阳能对于推动我国太阳能等可再生能源发展具有广泛的示范效应。世博会中太阳能发电的应用形式主要有光伏建筑一体化并网系统、太阳能热水供应工程、超轻的发电膜、太阳能灯及太阳能小品应用。1　光伏建筑一体化并网系统，未来绿色建筑模板光伏建筑一体化（BIPV）是太阳能应用领域的一个重要方向，光伏一体化是指光伏发电和建筑外围护结构（墙体、屋顶）相结合，构成一体化系统将建筑发展成自我循环式的新型建筑，这是人类进步和科学技术发展的必然。也是未来建筑的必然趋势，

3、上海世博光伏建筑一体化应用主要集中在世博永久建筑场馆中国馆和世博馆。1.1　中国馆世博会中国馆位于世博会规划区核心区,由国家馆、中国地区馆和港澳台馆3部分组成,国家馆作为建筑主体在建筑布局上处于主要地位,光伏建筑一体化系统主要应用于中国国家馆上。国家馆是世博园区中最高的单体建筑,全部由巨型钢构架构成,轮廓像斗拱,构成则像中传统木建筑,连同下部的4个核心筒看,又像一个巨型四脚鼎,整体选用“中国红”,形象突出。于这种形体的立面向里收缩,安装太阳能电池组件会有遮挡问题;立面颜色以红色为主安装太阳电池组件会使建筑整体效果受到破坏,因此太阳能应用只能以屋顶为

4、主,而且为了不影响整个顶面的效果屋顶又不可满铺。为此将采用间隔铺设的方案,在建筑的最高顶面采用与屋顶一体化组件,包括采用部分透光式光伏组件作为屋顶,要求所形成的光伏建筑一体化组件除了能够发电外,还具有防水和保温等建筑功能。此外,方案还安排在建筑物的合适部位安装光伏遮阳组件。中国馆太阳能应用主要以展示为主,总装机容量约0.34MW,采用升压后并网方式发电,效果如图所示。1.2　主题馆作为2010上海世博会永久建筑之一的主题馆屋面作为主题馆的第五立面,采用菱形与三角形结合的立体构图,面积达6.4万m2。考虑到主题馆的形态及构造,采用与屋顶一体化组件替代

5、部分屋顶材料构成有规律性的图案,使主题馆的屋顶具有特殊的艺术效果及鲜明的科技色;一体化太阳电池组件在屋顶平铺,菱形部分满铺,中间采用透光式组件,整体效果如图3所系统总装机容量约2.57MW,建成后将成为国内单体建筑上最大的光伏建筑一体化系统,系统采用升压后并网方式发电。现代化社会中，人们对舒适的建筑热环境的追求越来越高，导致建筑采暖和空调的能耗日益增长。我国目前建筑物空气温度调节消耗着大量的能量。在我国，它要占到建筑物总能耗的约70％。用空调机和燃煤来控制室温不仅消耗能量，带来外界的环境污染，而且并不能给室内人员带来健康的环境（虽然暂时它是舒适的）

6、在太阳能用于采暖方面，除造价较高的被动式太阳房有一些示范型建筑外，还没有大规模的采用。主动式太阳能供能由于成本更高，与我国的经济发展也是远不相适应。因此，建筑供能的主动与被动相结合的思想及太阳能与常规能源相结合的思想。按照房间的功能，采用不同方案的配合及交叉，这样可以大大降低太阳能用于建筑供能的一次投资和运行成本。BIPV建筑物能为光伏系统提供足够的面积，不需要另占土地，还能省去光伏系统的支撑结构;太阳能硅电池是固态半导体器件，发电时无转动部件，无噪声，对环境不会造成污染;BIPV建筑可自发自用，减少了电力输送过程的费用和能耗，降低了输电和分电的投

7、资和维修成本。而且日照强时恰好是用电高峰期，BIPV系统除可以保证自身建筑内用电外，在一定条件下还可能向电网供电，舒缓了高峰电力需求，具有极大的社会效益;还能杜绝由一般化石燃料发电所带来的严重空气污染，这对于环保要求更高的今天和未来极为重要。目前，全世界大约60％的太阳能电池用于并网发电系统，且主要用于城市的建筑与光伏系统的结合，即光伏建筑一体化(BIPV)[1]。光伏发电与建筑相结合是目前世界上大规模利用光伏技术发电的研发热点。在我国，BIPV尚处于示范阶段，随着《中华人民共和国可再生能源法》施行，将大大地推动我国光伏发电与建筑的结合。光伏建筑一

8、体化将是我国太阳能在建筑行业的必然发展趋式。2太阳能热水系统自动化，领跑热水器行业美国国家馆是本届世博最大的展馆之一，展馆