柔性非晶硅薄膜太阳能电池组件与光伏建筑一体化

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1、万方数据新型屋面系统柔性非晶硅薄膜太阳能电三也组件与光伏建筑一体化董磊(尤尼索拉津能(天津)能源有限责任公司，天津300384)摘要：介绍了光伏建筑一体化体系的发展历程，详细叙述了柔性非晶硅薄膜光伏组件的特点和优势，并简单介绍了该类产品的应用情况。关键词：柔性非晶硅薄膜太阳能电池；光伏建筑一体化；设计；应用文章编号：10cr7-497X(20lO)一22-0043—04中图分类号：TU231文献标识码：AFlexibleamorphoussiliconthinfilmPVcomponentsandBIPV／／Dongki图l早期的光伏建筑Ab

2、stract：ThearticledescribesthedevelopmentofBIPVanddetailsthefeaturesandadvantagesofflexibleamorphoussiliconthinf'dmPVmoduleswithabriefintroductionofitsapplication．Keywords：flexibleamorphoussiliconthinfdmPVcells；BIPV；design；application1光伏建筑一体化的发展历程．随着光伏建筑一体化(BIPv)市场发展的需要，太阳能组

3、件制造者不断改进组件与系统的设计以满足客户需要。然而并不是所有的建筑都适合安装BIPV组件。一些针对BIPV的负面评论，主要集中在安装屋顶光伏电站的同时如何确保屋顶的基本功能——防水和保温。1．1建筑加光伏组件的体系最初光伏建筑体系是将光伏产品安装在建筑物的屋顶上。在当时的技术条件下，组件方阵只能被平行地安装在屋顶表面，见图l、图2。商业建筑的屋顶通常是平坦的，安装光伏系统的时候需要用精心设计的支架，并架起一定的倾斜角度。但是这些支架的材质和安装工艺以及对屋顶外观的影响也广受质疑。、图2早期的光伏建筑一体化1)支架的重量最初在屋顶上安装支架的

4、常用办法，是用砂子或等质量的物质去填充塑料槽来同定支架。这项工艺虽然避免了钻孔带来的损害，然而其重量通常较大，最大达到100kg／m2。由于一般的住宅结构具有防积雪的功能，可承载较高的重量，因此在住宅建筑上安装支架没有任何问题，它同样也能承载具有框架结构的电池组件。然而，在商用建筑屋顶上，这些支架和组件的重量却成了一个很大的问题，特别是在一些老建筑和轻型建筑上。2)抗风揭万方数据新型屋面系统赫瞄黝黼黼自幽戳幽d∽‰溉#灞瀚瀚辫灏瀚鳓麟瀚黼灞徽蕊缫戳豳黼黼躺黼燃獭湖黼潮鳓躐瀚燃鳓麟粼灏黝溯溺燃§麟缈涮黔瓣剿燃铡濑戳溺黜8翻■当支架被安装在屋顶后

5、，抗风揭成为又一个问题。即使太阳能组件平行安装在屋顶上，抗风揭也无法回避。这种情况就会影响到建筑屋顶的结构，特别是在商用建筑平坦的屋顶上装有一定倾斜角度的组件支架时，风揭力产生的影响更为明显。为了避免对建筑的影响，要求我们仔细测量风力。风揭力给建筑带来的压力大小取决于建筑物的高度和当地的平均风速，可以根据建筑物代码和标准进行查找，一般都是根据静态评估来确定安装组件的可能性。但是，即使是最精确的计算方法也无法计算出突如其来的风速影响。通过对组件的改良，现研发出了挡风篷，能有效地遮挡住风；而生产支架的工厂设计了一种装置，确保当强风吹走组件后，屋顶

6、不被风掀翻。3)对屋顶的损害现在大多数的建筑都有具有防水功能的屋面构造，以防止水渗入到建筑物内部。然而钻孔安装组件与屋顶不透水功能却相互抵触，尽管有许多办法解决防水问题，然而却留下了隐患。保温是屋顶的重要功能之一，当支架穿透屋顶时，形成的“冷桥”对保温效果也有一定的影响。4)维修通常商用建筑屋顶的坡度是2。一5。。如果支架被倾斜安装在屋顶上，维修工作将变得复杂，排水或排除积雪的路径也将变得狭窄，甚至在发生火灾时难以展开施救。1．2光伏建筑一体化体系(BIPV)早期的光伏建筑一体化，经过设计师、专家的不断努力，逐步演变成为组件取代了部分屋顶材料

7、的光伏建筑一体化体系，见图3、4。组件的功能化对降低电站的建设成本、扩大其使用范围是十分有益的。组件作为部分屋顶，优点是能与建筑完美结合，通过玻璃封装，使其既能发电又具有隔音、隔热等屋顶功能；缺点是布线相对复杂，安装很不方便，受位置角度等条件的制约，其发电效率受到影响。下面的一些问题，同样制约了这种光伏系统在市场上的使用。图3住宅光伏建筑一体化图4商用光伏建筑一体化1)采用非标准材质减少成本费用的关键之一，是建筑标准化。但是，为适应建筑要求，这种光伏建筑一体化体系不得不量身定制组件，而这种做法很难降低成本。2)功能不齐一些组件的安装，设计单位

8、并没有足够的建筑学背景，未能考虑把光伏产品结合到部分建筑物中，组件在基本功能要求上还是面临挑战，比如防水性、隔音效果以及防寒排热等。3)温度性能．·更高的环境温度会