上海世博会光电建筑

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1、上海世博会光电建筑中国金属结构协会光电建筑应用委员会专家龙文志世博会对推动建筑技术的创新可谓功不可没。历届世博会都力求展示当下世界科技领域最前沿的研究成果，就像一个最新科技的斗秀场。世博会上出现的新兴技术为我们展示了未来建筑技术发展的新趋势。中国的城镇化正处在一个关键时刻。改革开放之初，中国城镇化率只有17%，现在已近47%。今后25年到30年，是中国城镇化一个飞速发展的时期，城镇化不仅是中国面临的大问题，也是世界面临的大问题。因为发展中国家在崛起的过程当中，工业化和城镇化是齐头并进的，城镇化的目的就是使人的生活更美好，这跟世博会

2、的主题“城市让生活更美好”不谋而合。如何让生活更美好？世博会给我们提供了一个前所未有的机会，150多个国家，50多个国际组织到这儿来展现他们的理念。上海世博会开幕之际，正逢一场新能源革命席卷全球之时。最能代表未来城市发展的低耗能建筑---太阳能建筑在上海世博会上大放异彩，昭示着光电建筑在未来城市的发展中将异军突起。由“世博科技行动计划”设立专项研究的世博会太阳能应用科技创新涉及世博园区中国馆、主题馆光伏建筑一体化关键应用技术。它包括中国馆、主题馆太阳能与建筑结合技术和光伏建筑一体化组件技术。世博会永久场馆中国馆、主题馆光伏建筑一体

3、化并网电站建成后，将成为目前亚洲和中国总容量位居前列的光伏建筑一体化并网电站。主题馆光伏建筑一体化并网系统规模可达2.5兆瓦，将是国内单体建筑上最大容量的光伏建筑一体化并网系统；中国馆光电建筑则是结合具有传统中国特色建筑建造的BIPV并网电站。这不仅是世博会一个崭新的科技亮点，还必将成为我国BIPV并网光伏发电领域的成功典范。此外，世博中心、南市电厂和沪上生态家等场馆都将建立光伏建筑一体化并网发电系统。整座世博园的太阳能光伏发电总装机容量将达4.5兆瓦，预计每年可节电约420万千瓦时，减排二氧化碳约4100t。集中使用，是上海世博

4、会太阳能技术的一大特点。世博园区太阳能发电项目实现智能化，基本上不需要人工操作，太阳升起时即开机发电，太阳落山后则自动关机，阴雨天气时发电效率虽受一定影响，但也能照常开机发电。上海世博园区太阳能发电项目在设计和施工过程中，充分考虑到太阳能光伏电站发电效率的优化与世博建筑美学的统一，屋顶平面采用单晶硅光伏组件与绿化间隔铺设的布置，屋顶设备间南墙立面采用光伏遮阳组件，达到了既美观又节能的效果。世博会上太阳能技术的应用和太阳能科技成果的展示使人们能够看到并体验到太阳能技术给人类生活带来的变化。在此前的两届世博会上，均对太阳能的应用作了初

5、步展示，而上海世博会的光伏应用，则将人们对这一技术的研究探索和应用推向高潮。13主题馆光电屋顶上海世博会永久性建筑之一的主题馆屋顶面积为6万m²，其中铺设太阳能板面积达3万m²，建成后总发电量达2.5兆瓦，使主题馆成为一座兆瓦级的太阳能“绿色工厂”。主题馆选用晶体硅太阳电池组件，太阳板间距仅2mm。由于太阳能材料的特殊性，工程安装过程中不能采用焊接方式，只能用螺丝钉扣紧。主题馆菱形铺设的深蓝色多晶光伏组件与建筑的肌理和颜色协调统一。在屋顶下方的中厅，设计者特别采用了透光的双层玻璃组件，让光线倾泻而下，日照充分时，无需打开馆内的照明

6、设施，而游客也看不到屋顶太阳能板的痕迹。。世博主题馆太阳能屋顶设计的创意取自上海弄堂屋顶的肌理，整体犹如碧波粼粼的海面。标准的电池板都是长方形的，为了铺出“碧海微波”的效果，主题馆屋顶用了大量形状不规则的电池组件，它们产生的电压、电量不同于常规，所以在电池的并联串联方式上换了新思路。而且，主题馆内部是大跨度空间设计，屋顶承重有限，因此常规的安装配件被“瘦身”，施工工艺也被革新。图1主题馆光电屋顶13图2世博主题馆顶部太阳能板世博会中国馆彩色光电屋顶上海世博会中国馆250千瓦高效彩色太阳能发电并网系统安装在中国馆地区屋面“新九州清宴

7、”园林四周，由2736块高效彩色（红色、绿色、蓝色）太阳能电池组件组成，这是高效彩色太阳能发电系统在建筑上的首次应用。彩色太阳能发电系统既能够将阳光转换成清洁电力，又能根据建筑需要拼装出彩色图案起到美化装饰效果，这不仅是光伏建筑一体化（BIPV)应用的一个经典案例，更是光伏环境一体化（EIPV)的一次精彩亮相，是对本届世博会主题“城市让生活更美好”的具体演绎。由于常规太阳能电池只有做成黑色才能保证较高的转换效率，因此，在常规太阳能电池应用于建筑物的过程中常会面临要么牺牲建筑物的美观，要么牺牲光伏系统发电效率的两难困境。光伏建筑一体

8、化的概念需要新的内涵，它必须考虑光伏组件与环境和建筑的协调性。中国馆的地区馆屋面，是景色宜人的“新九州清宴”园林景观。如果采用传统太阳能光伏板呈现蓝色或黑色将会大煞风景，破坏景观效果。而采用彩色太阳能光伏板组成的迷彩“高效彩色双玻组件”建成光伏建筑