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1、·光伏建筑·光伏遮阳组件在光伏建筑3一体化中的应用吴洲,郝国强,于霄童,黄勇(上海太阳能工程技术研究中心有限公司,上海200241)摘要:介绍了光伏遮阳系统的安装形式,讨论了遮阳效率与光伏发电效率的关系。重点阐述了一种双面玻璃多晶硅光伏遮阳组件的制作、结构以及特点。对该组件在上海太阳能工程技术研究中心项目中的应用情况作了详细的阐述,希望为其他光伏工程应用提供借鉴。吴洲(1985—),男,工程师,硕士,研究方向为光伏建筑一体关键词:光伏建筑一体化;光伏发电;光伏遮阳组件化。中图分类号:TK514文献标志码:B文章编号:167428417(2010)04200502050引言1光伏
2、发电与建筑遮阳相结合近年来,光伏建筑一体化(BuildingIntegrated由于节能意识的滞后,前几年我国流行大开[1]Photovoltaic,BIPV)技术已经成为太阳能利用窗和玻璃幕墙的建筑设计。虽然该设计丰富了领域和建筑节能领域研究开发的共同热点。光建筑设计的外观效果,可以突破传统建筑室内视伏发电与建筑的结合具有以下优点:可以有效地野狭小的缺点,但是建筑用能也因此大大增加。减少建筑能耗;不再需要额外占地,节省了土地尽管采用的一些高性能透光玻璃能够缓解建筑资源;作为独立电源所发电可以就地利用,可以热能,但是大量无遮阳措施的建筑设计片面追求减少架设输电线路的投资或者降低
3、线路损耗;光建筑的通透效果。由于单层的玻璃幕墙所散失伏发电没有噪音,没有CO2排放,不消耗任何燃的热量约占整个建筑围护结构采暖能耗的40%,料,公众易于接受。导致大开窗和玻璃幕墙成为耗能建筑,热损失是BIPV将光伏器件设计作为建筑构件的一部传统围护结构的几倍,特别是夏季有过量的阳光进入室内,造成空调用能大大增加。分,既具有光伏发电功能,又具有建筑构件功[2]建筑遮阳是遮挡太阳辐射经建筑外围护结能。目前主要的实现形式有光伏屋顶、光伏幕墙、光伏遮阳、光伏雨篷。本文所介绍的光伏发构传入室内的措施,可防止室内空气、墙面、地面等表面温度升高,节约建筑夏季的空调用能。光电遮阳组件是将太阳能
4、光伏技术与传统的遮阳伏遮阳系统可以把遮阳板上的太阳辐射转化为装置结合在一起的新型光伏建筑构件,可以实现电能进一步利用。发电、遮阳、装饰等多功能的和谐统一。郝国强(1977—),男,高级工程师,博士,研究方向为光伏建筑一体化。于霄童(1981—),男,高级工程师,硕士,研究方向为光伏建筑一体化。黄勇(1974—),男,工程师,研究方向为光伏建筑一体化。3基金项目:国家863项目(2006AA050202)·50··光伏建筑·1.1光伏遮阳安装形式2光伏遮阳组件光伏遮阳作为建筑外遮阳的一种构造形式,依附于墙体之外,其安装面主要有垂直安装面、2.1太阳电池选择水平采光顶安装面及倾斜采
5、光顶安装面。光伏多晶硅电池及非晶硅电池是较适合用于光遮阳组件的设置既可以在新建建筑中最设计之伏遮阳的光伏元件。特别是非晶硅电池价格低初就加以综合考虑,也可以用于已有建筑的改廉,弱光发电性能好,对遮挡不敏感,可直接实现造。图1为光伏遮阳几种安装形式的示意图,其单体电池的内部串并联连接,外观更整洁。虽然中垂直安装面能有效控制从墙体四周进入室内转换效率较低,但还是光伏遮阳的较佳选择。的太阳辐射,应用也最普遍;水平采光顶安装面2.2光伏遮阳组件封装及倾斜采光顶安装面能有效解决大面积室内自目前,光伏遮阳组件封装可采用两种形然采光与太阳辐射过热问题,适用于一些周围开[3]式:一种是光伏器件
6、单面玻璃封装后与铝合金阔、无遮挡的大型公共建筑。叶片组装,保持了遮阳叶片的流畅外形,外观统一整洁,铝叶片表面颜色多样,叶片强度好,可用于大跨距设计;另一种是把光伏器件双面玻璃封装后直接作为遮阳叶片使用,大跨距时还需通过中心支撑主轴来传递荷载。通过调节光伏电池之间的间隙或在光伏电池上打孔,可以调节叶片的透光率。光伏电池的双面均能保持空气流畅,图1光伏遮阳安装形式有利于降低电池片温度,提高发电效率。1.2遮阳效率与光伏发电效率的关系2.3光伏遮阳组件的制作现代的遮阳板一般采用百叶片的形式,不仅双面玻璃多晶硅光伏遮阳组件可直接作为外形美观、流畅,而且便于热空气的逸散,减少对遮阳叶片使
7、用。该光伏遮阳组件使用品质优良通风、采光的影响。但是,由于叶片之间存在遮的原材料制造,采用高效率多晶硅太阳电池、高挡无法受到太阳辐射,如果全部采用光伏器件制透光率钢化玻璃、EVA,使用先进的真空层压工造,发电效率会很低。加大叶片之间的间距虽然艺以及脉冲焊接工艺制造太阳能组件,确保产品可减少遮挡,提高发电效率,但也会降低原来的[4]在最严酷的环境中的长寿命和高可靠性。光遮阳效果。因此,设计时需统筹考虑。如在炎热伏遮阳组件的制作工艺如图2所示,光伏遮阳组地区以建筑防热为主,多数情况下要求遮阳系数
