BIV太陽能電源建筑一體化設(shè)計及應(yīng)用

BIPV太陽能電源建筑一體化設(shè)計及應(yīng)用北京泰豪智能工工程有限公司司市場部編者按太陽能電源建筑筑一體化BIPV((BuilddingIIntegrratedPhotoovoltaaics)就是把太陽陽能光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)安裝在現(xiàn)有有建筑物上，或或者把PV發(fā)電系統(tǒng)與與新建筑物同同時設(shè)計、施施工和安裝，既既能滿足光伏伏發(fā)電功能，又又與建筑物友友好的結(jié)合。太陽能光伏建筑筑一體化，始始于國外。近近年來，國外外推行的光伏伏與建筑相結(jié)結(jié)合的太陽能能應(yīng)用方式，極極大地推動了了光伏并網(wǎng)系系統(tǒng)的發(fā)展。在在我國，光伏伏產(chǎn)業(yè)正在迅迅猛發(fā)展，而而且政府也出出臺了相關(guān)扶扶持政策，這這些利好政策策將加快太陽陽能電源建筑筑一體化成為為建筑節(jié)能熱熱點(diǎn)的步伐。本本文將從太陽陽能電源與建建筑一體化設(shè)設(shè)計和應(yīng)用方方面進(jìn)行闡述述。一、太陽能電源源與建筑的結(jié)合方式目前，全世界大大約60％的太陽電電池用于并網(wǎng)網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，并并且其主要應(yīng)應(yīng)用形式是建建筑與太陽能能電源系統(tǒng)相相結(jié)合，BIPV正成為業(yè)內(nèi)內(nèi)最令人關(guān)注注的產(chǎn)業(yè)。太陽能電源與建建筑的結(jié)合有有兩種方式：：一種是建筑筑與太陽能電電源系統(tǒng)相結(jié)結(jié)合；另外一一種是建筑與與光伏器件相相結(jié)合。1、建筑與太陽陽能電源系統(tǒng)統(tǒng)相結(jié)合把封裝好的的光光伏組件（平平板或曲面板板）安裝在建建筑物的屋頂頂上，再與逆逆變器、蓄電電池、控制器器、負(fù)載等裝裝置相聯(lián)。光光伏系統(tǒng)還可可以通過一定定的裝置與公公共電網(wǎng)聯(lián)接接。2、建筑與光伏伏器件相結(jié)合合建筑與光伏的進(jìn)進(jìn)一步結(jié)合是是將光伏器件件與建筑材料料集成化。一一般的建筑物物外圍護(hù)表面面采用涂料、裝裝飾瓷磚或幕幕墻玻璃，目目的是為了保保護(hù)和裝飾建建筑物。如果果用光伏器件件代替部分建建材，即用光光伏組件來做做建筑物的屋屋頂、外墻和和窗戶，這樣樣既可用做建建材也可用以以發(fā)電，可謂謂物盡其美。光伏與建筑相結(jié)結(jié)合的形式主主要包括與屋屋頂相結(jié)合，與與墻面相結(jié)合合，與遮陽裝裝置相結(jié)合等等方式。二、BIPV太太陽能電源系系統(tǒng)設(shè)計太陽能電電源建筑一體體化是光伏系系統(tǒng)依賴或依依附于建筑的的一種新能源源利用形式，其其主體是建筑筑，客體是太太陽能電源系系統(tǒng)。因此，BIPV設(shè)計應(yīng)以不不損害和影響響建筑的效果果、結(jié)構(gòu)安全全、功能和使使用壽命為基基本原則。BIPV的太陽能電源源系統(tǒng)設(shè)計與與光伏電站的的系統(tǒng)設(shè)計不不同，光伏電電站一般是根根據(jù)負(fù)載或功功率要求來設(shè)設(shè)計光伏方陣陣大小并配套套系統(tǒng)，BIPV則是根據(jù)光光伏方陣大小小與建筑采光光要求來確定定發(fā)電的功率率并配套系統(tǒng)統(tǒng)。BIPV太陽陽能電源系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計包含三三部分，分別別為光伏方陣陣設(shè)計、光伏伏組件設(shè)計和和光伏發(fā)電系系統(tǒng)設(shè)計。11、光伏方陣設(shè)設(shè)計，在與建建筑屋頂、墻面結(jié)結(jié)合或集成時時，一方面要要考慮建筑效效果，如顏色色與板塊大小??；另一方面面要考慮其受受光條件，如如朝向與傾角角。2、光伏組件設(shè)設(shè)計，涉及電池片的選選型（綜合考考慮外觀色彩彩與發(fā)電量）與與布置（結(jié)合合板塊大小、功功率要求、電電池片大小進(jìn)進(jìn)行）；組件件的裝配設(shè)計計（組件的密密封與安裝形形式）。3、光伏發(fā)電系系統(tǒng)的設(shè)計，即即系統(tǒng)類型（并并網(wǎng)系統(tǒng)或獨(dú)獨(dú)立系統(tǒng)）確確定，控制器器、逆變器、蓄蓄電池等的選選型，防雷、系系統(tǒng)綜合布線線、感應(yīng)與顯顯示等環(huán)節(jié)設(shè)設(shè)計。三、BIPV設(shè)設(shè)計中需注意意的問題1、光伏組件的的力學(xué)性能作為普普通光伏組件件，只要通過過IEC611215的檢測，滿滿足抗130kmm/h(2，400Paa)風(fēng)壓和抗25mm直徑冰雹23m/s的沖擊的要要求。同樣尺尺寸的組件用用在BIPV建筑中，在在不同的地點(diǎn)點(diǎn)，不同的樓樓層高度，以以及不同的安安裝方式，對對它的玻璃力力學(xué)性能要求求就可能是完完全不同的。2、建筑的美學(xué)學(xué)要求一個建建筑物的成功功與否，關(guān)鍵鍵一點(diǎn)就是建建筑物的外觀觀效果。但普普通光伏組件件的接線盒一一般粘在電池池板背面，接接線盒較大，很很容易破壞建建筑物的整體體協(xié)調(diào)感，通通常不為建筑筑師所接受，因因此BIPV建筑中要求求將接線盒省省去或隱藏起起來。3、建筑結(jié)構(gòu)與與光伏組件電電學(xué)性能的配配合在設(shè)計BIPV建筑時要考考慮電池板本本身的電壓、電電流是否方便便光伏系統(tǒng)設(shè)設(shè)備選型，但但是建筑物的的外立面有可可能是一些大大小、形式不不一的幾何圖圖形組成，這這會造成組件件間的電壓、電電流不同，這這個時候可以以考慮對建筑筑立面進(jìn)行分分區(qū)及調(diào)整分分格，使BIPV組件接近標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)組件電學(xué)學(xué)性能，也可可以采用不同同尺寸的電池池片來滿足分分格的要求，以以最大限度地地滿足建筑物物外立面效果果。此外，在BIPV組件中，要要考慮到建筑筑隔熱隔音的的要求、室內(nèi)的采光光要求以及太太陽能電源系系統(tǒng)的使用壽命問問題。四、泰豪BIPPV太陽能電源源建筑一體化化泰豪太陽能電源源建筑一體化化是將太陽能能電源系統(tǒng)集集成到泰豪IBMS建筑電氣整整體解決方案案的產(chǎn)物。泰泰豪太陽能電電源系統(tǒng)主要要針對太陽能能光伏發(fā)電系系統(tǒng)中太陽能能自動跟蹤控控制系統(tǒng)、充充電控制器、逆逆變器及配電電設(shè)備與泰豪豪現(xiàn)有BEMS智能建筑管管理平臺的接接口進(jìn)行開發(fā)發(fā)，以實(shí)現(xiàn)集集成控制管理理，并通過引引進(jìn)國外先進(jìn)進(jìn)技術(shù)，對現(xiàn)現(xiàn)有逆變器、配配電等設(shè)備進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)現(xiàn)太陽能電源源系統(tǒng)與建筑筑智能化的無無縫結(jié)合。泰豪太陽能電源源建筑一體化化分為獨(dú)立發(fā)發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)發(fā)電兩種形式式，構(gòu)架如圖圖所示：圖：獨(dú)立發(fā)電系系統(tǒng)圖：并網(wǎng)發(fā)電系系統(tǒng)五、泰豪BIPPV的優(yōu)越性1、BIPV集集成在IBMS整體解決方方案中，可原原地發(fā)電、原原地使用，減減少電流運(yùn)輸輸過程的費(fèi)用用和能耗，能能更好的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)建筑節(jié)能。2、由于光伏陳陳列安裝在屋屋面和墻面上上，并直接吸吸收太陽能，避避免了墻面溫溫度和屋頂溫溫度過高，降降低了空調(diào)負(fù)負(fù)荷，并改善善了室內(nèi)環(huán)境境。3、避免了放置置光電陣板的的額外占用寶寶貴的建筑空空間，與建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)合一，省去去了單獨(dú)為光光電設(shè)備提供供的支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)。4、因日照處在在高壓電網(wǎng)用用電高峰期，BIPV系統(tǒng)除保證證自身建筑內(nèi)內(nèi)用電外，還還可以向電網(wǎng)網(wǎng)供電，舒緩緩了高峰電力力需求，解決決電網(wǎng)峰谷供供需矛盾，具具有極大的社社會效益。5、使用新型建建筑維護(hù)材料料，節(jié)約了昂昂貴的外裝飾飾材料，減少少建筑物的整整體造價，且且使建筑外觀觀更有魅力。6、杜絕了由一一般化石燃料料發(fā)電所帶來來的嚴(yán)重空氣氣污染，這對對于環(huán)保要求求更高的今天天和未來極為為重要。六、BIPV技技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)現(xiàn)狀及前景目前，國內(nèi)外已已有很多成功功的BIPV技術(shù)應(yīng)用實(shí)實(shí)例。例如，目目前安裝在新新慕尼黑貿(mào)易易展覽中心的的、世界上最最大的太陽能能屋頂光電系系統(tǒng)，由7812塊西門子單單晶硅組件組組成方陣，每每塊功率130W總?cè)萘砍^1mW所發(fā)電力與20kv電網(wǎng)相聯(lián)，每每年能發(fā)電100萬kW。在我國，承接22008年奧運(yùn)會體體育賽事的國國家游泳中心心和國家體育育館等奧運(yùn)場場館中，采用用的就是光伏伏方陣與建筑筑結(jié)合的太陽陽能光伏并網(wǎng)網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，這這些系統(tǒng)年發(fā)發(fā)電量可達(dá)70萬千瓦時，相相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)標(biāo)煤170噸，減少二二氧化碳排放放