光伏陶瓷瓦屋頂與BIPV建筑應(yīng)用 電子課件 光伏組件制造工藝

光伏陶瓷瓦屋頂與BIPV建筑應(yīng)用電子課件高教版光伏組件制造工藝合大公司和光伏陶瓷瓦簡(jiǎn)介1光伏陶瓷瓦用于BIPV的優(yōu)勢(shì)2光伏陶瓷瓦屋頂應(yīng)用介紹3光伏陶瓷瓦屋頂發(fā)展趨勢(shì)展望4主要內(nèi)容浙江合大太陽(yáng)能科技有限公司于2003年成立于杭州富陽(yáng)市境內(nèi)，前身以從事太陽(yáng)能路燈等光伏應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)為主，現(xiàn)在已發(fā)展成為一家以光伏陶瓷瓦及發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能電池組件等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售為主的高新技術(shù)企業(yè)。公司戰(zhàn)略定位：致力于成為國(guó)內(nèi)甚至是全球以光伏陶瓷瓦為主導(dǎo)產(chǎn)品的光建筑一體化領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)。產(chǎn)能規(guī)模：200MW光伏陶瓷瓦和100太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)能力。合大公司和光伏陶瓷瓦簡(jiǎn)介1光伏陶瓷瓦發(fā)明的背景：

1、向太陽(yáng)要能源，有效利用太陽(yáng)能可能是地球與人類可持續(xù)生存與發(fā)展的必由之路；2、大力發(fā)展太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)是中國(guó)作為人口大國(guó)、能源消耗和進(jìn)口大國(guó)的能源安全戰(zhàn)略的重要組成部份；3、國(guó)家能源安全戰(zhàn)略不能僅限于注重能源進(jìn)口方面的戰(zhàn)略布局，在這方面花巨資的同時(shí)，也要考慮如何利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有可安全掌握的資源來(lái)發(fā)展新能源，我們必須認(rèn)識(shí)到掌握在自己手里才是我們能源戰(zhàn)略最有保證的部份；4、就太陽(yáng)能光伏發(fā)電而言，體量最大的、建設(shè)及輸變電成本最低的發(fā)電陣地資源不是遠(yuǎn)離人居處的荒漠、荒灘、荒山等空間資源，而是人口密集居住區(qū)的各類屋頂，人聚之處必為耗能之處，最貼近能耗密集之處的屋頂是最好的發(fā)電陣地，有效利用屋頂發(fā)電是中國(guó)光伏發(fā)電的最可行之路；5、全球70%以上的光伏產(chǎn)業(yè)在中國(guó)，我們沒(méi)有理由把全球光伏產(chǎn)業(yè)的環(huán)境、能源代價(jià)留在中國(guó)，但大規(guī)模的應(yīng)用卻在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我們自己首先要學(xué)會(huì)有效利用產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)能的優(yōu)勢(shì)。

合大公司和光伏陶瓷瓦簡(jiǎn)介1光伏陶瓷瓦定位：在這種背景下，合大公司經(jīng)過(guò)多年努力，投入大量人力和財(cái)力，發(fā)明了光伏陶瓷瓦。光伏陶瓷瓦的定位就是最貼近大眾、普及利用的光伏發(fā)電產(chǎn)品，如太陽(yáng)能熱水器一般，成為未來(lái)十年甚至二十年中國(guó)又一傲立于全球的、普及利用太陽(yáng)能資源的利器。光伏陶瓷瓦定義：以陶土材料為主要原料，與多種特殊材料形成特定配方，通過(guò)環(huán)境友好型生產(chǎn)工藝制作成為具有高強(qiáng)度、高效隔熱、高度防滲漏性能的陶瓷瓦片，通過(guò)封裝工藝與晶硅太陽(yáng)能模組結(jié)合，形成具有光伏發(fā)電功能的陶瓷瓦片。光伏陶瓷瓦特征：1）具有傳統(tǒng)建筑瓦片的屬性，能夠遮風(fēng)擋雨；2）具有太陽(yáng)能電池組件的發(fā)電功能。合大公司和光伏陶瓷瓦簡(jiǎn)介1光伏陶瓷瓦及配套瓦傳統(tǒng)的琉璃瓦型光伏瓦單晶光伏陶瓷瓦多晶光伏陶瓷瓦8瓦/片的光伏瓦性能參數(shù)參數(shù)外形尺寸重量滲水率抗壓強(qiáng)度使用壽命物理指標(biāo)320X440X35mm3.2KG0.5%5000N>50年參數(shù)太陽(yáng)能電池電壓功率電流電池效率瓦片效率開路電壓短路電流指標(biāo)單、多晶156太陽(yáng)能電池2V8W3.9A>16.4%>13.5%2.47V4.21A西式平板瓦型光伏瓦

16W/片（2X3）西式平板瓦

32W/片（2X6）西式平板瓦光伏陶瓷瓦的特點(diǎn)將太陽(yáng)能電池與建筑瓦片完美結(jié)合起來(lái)，替代普通建筑瓦片并實(shí)現(xiàn)發(fā)電功能；環(huán)境友好型生產(chǎn)工藝，通過(guò)特制配方陶瓷材料實(shí)現(xiàn)了無(wú)需燒結(jié)、低溫壓制成型和增加瓦片強(qiáng)度等功效，生產(chǎn)過(guò)程耗能低、無(wú)污染;產(chǎn)品強(qiáng)度高，達(dá)到5000N；滲水率低是普通瓦片的十幾分之一，為0.5%；使用壽命長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通瓦片；重量輕，是普通瓦片重量的2/3，只有3.2KG。光伏陶瓷瓦的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)與建筑實(shí)現(xiàn)完美的一體化結(jié)合，使發(fā)電功能美學(xué)化，達(dá)到傳遞完美電力的功效。比普通瓦片的使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)到50年以上。耐高低溫極端天氣能力強(qiáng)，特別能夠承受晝夜溫差大，霜凍雨雪天氣較為頻繁的天氣考驗(yàn)。強(qiáng)度高、重量輕，運(yùn)輸過(guò)程和安裝過(guò)程損耗低，可以減少貿(mào)易商和經(jīng)銷商的損耗，增加他們的利潤(rùn)水平。與國(guó)際市場(chǎng)上采用PR、瀝青、樹脂制作的光伏瓦相比，有較大的成本優(yōu)勢(shì)和質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。合大光伏陶瓷瓦榮譽(yù)國(guó)能能源科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)國(guó)家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目浙江省發(fā)改委產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目浙江省重大科技專項(xiàng)項(xiàng)目2011年杭州“市長(zhǎng)杯”工業(yè)設(shè)計(jì)大賽銀獎(jiǎng)合大光伏陶瓷瓦的知識(shí)產(chǎn)權(quán)目前已擁有25項(xiàng)國(guó)家專利，擁有歐盟、美國(guó)、澳大利亞、日本等國(guó)的國(guó)際專利；擁有嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；擁有完善的光伏屋頂設(shè)計(jì)與安裝標(biāo)準(zhǔn)。1）建筑一體化隔熱效果好：

光伏陶瓷瓦具有很高的致密性和良好的絕熱性能，在表面溫度很高的情況下，傳遞到光伏模組和室內(nèi)的熱量很少；光伏陶瓷瓦屋頂，將近20%左右太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，減少熱量在屋頂上的積聚；同時(shí)由于光伏陶瓷瓦下面有較大的散熱空間，保持與室外空氣的流通，不會(huì)造成溫度的急劇上升，因此與普通瓦屋頂相比，具有更好的隔熱效果。光伏陶瓷瓦用于BIPV的優(yōu)勢(shì)2光伏陶瓷瓦用于BIPV的優(yōu)勢(shì)

2）防滲漏性能強(qiáng)：

光伏陶瓷具有普通瓦的一般屬性，同時(shí)由于瓦的致密性很高，滲水率只有普通瓦的十幾分之一，小于0.5%，因此水分不會(huì)滲入瓦片或屋頂內(nèi)部，具有良好的防滲漏特點(diǎn)。光伏陶瓷瓦用于BIPV的優(yōu)勢(shì)3）能發(fā)電：

合大光伏瓦的單位屋頂面積發(fā)電功率在70-100W左右，每平方米需要3-9塊瓦片，以100平方米的建筑屋頂為例，面向南方的50平方米可以達(dá)到3500W-5000W的發(fā)電功率，足夠滿足普通家庭的用電需求。光伏陶瓷瓦用于BIPV的優(yōu)勢(shì)

4)為城市智慧化提供保障電力：

光伏陶瓷瓦，利用太陽(yáng)能產(chǎn)生電力,具有來(lái)源的廣泛性、相對(duì)的安全性和電力的清潔性等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。光伏瓦屋頂電力可以不依賴市電，不受自然災(zāi)害和不可抗力（如戰(zhàn)爭(zhēng)、地震等）的影響，保證電力供應(yīng)安全，對(duì)保障國(guó)防、國(guó)家機(jī)關(guān)和戰(zhàn)略要地運(yùn)營(yíng)安全具有重要意義。隨著智慧城市、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，光伏陶瓷瓦屋頂發(fā)電系統(tǒng)作為各種安防、智能電器、傳感設(shè)備的保障電源具有重要作用，將成為智慧生活的發(fā)電機(jī)。光伏陶瓷瓦用于BIPV的優(yōu)勢(shì)5)強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)：

合大光伏瓦抗機(jī)械載荷強(qiáng)度達(dá)到5000N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通瓦片的1200N。同時(shí)由于其極低的滲水率，不受雨、霧、冰、雪天氣的影響，使用壽命很長(zhǎng)、可達(dá)50年以上，相比普通瓦片，維護(hù)成本處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；對(duì)于客戶來(lái)講，光伏陶瓷瓦的高強(qiáng)度使其在運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)具有低損耗的顯著優(yōu)勢(shì)。光伏陶瓷瓦用于BIPV的優(yōu)勢(shì)6）增量成本低：

A、與普通瓦相比，使用壽命長(zhǎng)達(dá)50年以上，強(qiáng)度高達(dá)3倍以上，對(duì)普通瓦片的替代價(jià)值也在3倍以上，可達(dá)270元/平方米。

B、與普通太陽(yáng)能電池組件安裝的屋頂相比，組件需要鋼架支撐，并做防水處理，而光伏瓦可以直接作為屋頂建筑材料使用，因此節(jié)省建筑材料成本、支架和防水處理的建設(shè)成本，不計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)的其他材料，僅就實(shí)現(xiàn)建筑一體化安裝即可節(jié)約20%左右的費(fèi)用。光伏陶瓷瓦用于BIPV的優(yōu)勢(shì)7）建筑的美觀度不受影響：

采用光伏陶瓷瓦，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)太陽(yáng)能屋頂?shù)囊恢滦裕瑹o(wú)色差，使建筑外觀保持原有的設(shè)計(jì)風(fēng)格，增加美觀度。合大光伏瓦以無(wú)色差的外觀、細(xì)膩平滑的色澤、均勻一致的內(nèi)外材質(zhì)，使整個(gè)屋面保持傳統(tǒng)瓦片的建筑風(fēng)格、前后屋頂高度的一致性，增加建筑的視覺(jué)美感。光伏陶瓷瓦用于BIPV的優(yōu)勢(shì)8）安裝方便：

對(duì)于新建建筑，光伏陶瓷瓦可以象建筑瓦片一樣安裝，只做簡(jiǎn)單的電路連接，施工簡(jiǎn)單，節(jié)省建設(shè)周期。

光伏陶瓷瓦屋頂

用光伏瓦作為產(chǎn)生電力的設(shè)備，通過(guò)太陽(yáng)能控制器及適當(dāng)?shù)男铍姺绞?，和根?jù)負(fù)載不同配套的一些電子器件如控制器、逆變器等組成的集發(fā)電、蓄電和供電功能于一體的屋頂發(fā)電裝置。光伏陶瓷瓦屋頂介紹3離網(wǎng)型光伏陶瓷瓦屋頂

離網(wǎng)型光伏瓦發(fā)電系統(tǒng)

離網(wǎng)型光伏瓦發(fā)電系統(tǒng)主要包括光伏陶瓷瓦、太陽(yáng)能控制器、蓄電池、連接電纜等四大部分組成。

特點(diǎn)：不需要市電，適合無(wú)電區(qū)域如海島、山上、水上、沙漠、草原、牧場(chǎng)、林場(chǎng)、邊防哨所等建筑屋頂。并網(wǎng)型光伏陶瓷瓦屋頂

并網(wǎng)型光伏陶瓷瓦屋頂

光伏陶瓷瓦并網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)包括光伏陶瓷瓦陣列、太陽(yáng)能控制器、并網(wǎng)逆變器、電量計(jì)量表及連接電纜等組成。

特點(diǎn)：造價(jià)低，回收年限短、維護(hù)成本低。市電互補(bǔ)光伏陶瓷瓦屋頂

市電互補(bǔ)光伏陶瓷瓦屋頂

光伏陶瓷瓦市電互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主要包括光伏瓦、太陽(yáng)能控制器、蓄電池、逆變器、市電自動(dòng)切換開關(guān)和連接電纜六大部分組成。

特點(diǎn):不受停電困擾,保障用電安全。特別適合打造智慧城市過(guò)程中作為各種物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的保障電源。光伏陶瓷瓦用于民居屋頂建設(shè)。

光伏陶瓷瓦用于民居屋頂建設(shè)可以保留原有的建筑風(fēng)格，不受停電困擾，保障用電安全。光伏陶瓷瓦用于特種行業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)

光伏陶瓷瓦用于特種行業(yè)如糧食、煙草、棉花、藥材、焰火等倉(cāng)儲(chǔ)屋頂，具有高效隔熱、高度防滲漏、低溫儲(chǔ)藏、能發(fā)電、不受停電困擾，可以大幅延長(zhǎng)物資的儲(chǔ)藏壽命，經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高，還可以保障儲(chǔ)備安全。光伏陶瓷瓦用于海島、水上等缺電場(chǎng)所光伏陶瓷瓦特別適合新農(nóng)村建設(shè)光伏陶瓷瓦的其它應(yīng)用光伏陶瓷瓦屋頂經(jīng)濟(jì)效益分析1、替代建筑瓦片光伏陶瓷瓦替代普通建筑瓦片，具有強(qiáng)度高、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)，相當(dāng)于普通建筑瓦片壽命的3倍以上，且色澤光亮，不容易粘灰塵，用該材料制作的普通瓦片價(jià)格也超過(guò)30元/張，大約270元/平方米。2、節(jié)省隔熱處理費(fèi)用，減少室內(nèi)熱量20%以上，節(jié)省空調(diào)費(fèi)用在100元/年以上。3、節(jié)省防水處理費(fèi)用，與太陽(yáng)能電池組件相比，可節(jié)約50元/平方米的費(fèi)用。4、節(jié)省安裝費(fèi)用，與太陽(yáng)能電池組件相比，不需要做基礎(chǔ)，只做簡(jiǎn)單的線路連接，節(jié)省二次安裝的支架、輔助材料及人工成本約4-5元/瓦，達(dá)400元/平方米。光伏陶瓷瓦屋頂經(jīng)濟(jì)效益分析5、能發(fā)電，按每平方米80W計(jì)算，每年可產(chǎn)生80多度電。價(jià)值80元/平方米/年。（以浙江地區(qū)為例）6、采用并網(wǎng)發(fā)電，建設(shè)總投資在1500元/平方米左右。7、經(jīng)濟(jì)效益見(jiàn)右表：?jiǎn)挝唬涸?、社會(huì)及環(huán)境效益：節(jié)約傳統(tǒng)石化能源，減少溫室效應(yīng)氣體排放。9、增量投資在680元/平方米，投資回收期在8.5年左右。10、隨著電價(jià)上漲，光伏陶瓷瓦成本降低，投資回收年限將在4-6年左右11、如政府給予初裝成本部分補(bǔ)貼，則回收年限更短。序號(hào)項(xiàng)目名稱金額1建設(shè)投資15002瓦片替代成本-2703隔熱處理及節(jié)省空調(diào)開支-1004防水處理-505節(jié)省安裝費(fèi)用-4006增量投資6807投資回收期8.5年1、并網(wǎng)政策決定光伏陶瓷瓦屋頂?shù)陌l(fā)展規(guī)模

由于屋頂發(fā)電系統(tǒng)都是50KW以下的系統(tǒng)，太陽(yáng)能發(fā)電只能在白天發(fā)電，如果不能將電力送上電網(wǎng)，而建筑本身在白天又不需要電力，那么就只能采用離網(wǎng)型系統(tǒng)，造價(jià)較高；有市電的居民成本上難以接受。如果能夠?qū)滋彀l(fā)電直接并網(wǎng)，夜晚從電網(wǎng)接入使用，就會(huì)減少成本和更換蓄電池的維護(hù)成本，對(duì)推動(dòng)光伏陶瓷瓦屋頂市場(chǎng)發(fā)展十分重要。如果中國(guó)學(xué)習(xí)和采用德國(guó)的并網(wǎng)政策，光伏陶瓷瓦將會(huì)有大發(fā)展。

光伏陶瓷瓦屋頂發(fā)展趨勢(shì)展望4可喜的是，在中國(guó)經(jīng)濟(jì)內(nèi)外交困的2012年，為振興省域經(jīng)濟(jì)，扶持整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈，作為光伏產(chǎn)業(yè)大省的浙江省已嘗試在浙江嘉興推出2萬(wàn)戶家庭光伏屋頂示范基地項(xiàng)目，每戶安裝2000W光伏屋頂，預(yù)算24000元/戶。由省級(jí)財(cái)政補(bǔ)貼7000元/戶，地方補(bǔ)貼10000元/戶，用戶承擔(dān)7000元。學(xué)習(xí)德國(guó)模式，整個(gè)系統(tǒng)采用雙向電表模式，白天發(fā)電并入電網(wǎng)，電表倒轉(zhuǎn)，使用時(shí)電表正轉(zhuǎn)，政府不再對(duì)電價(jià)進(jìn)行補(bǔ)貼。整個(gè)項(xiàng)目總投資近5億元，可拉動(dòng)居民投資一億五千萬(wàn)左右，每戶屋頂全年可產(chǎn)生發(fā)電收入約為2200元左右，25年可產(chǎn)出55000元以上的收入。合大光伏陶瓷瓦作為該項(xiàng)目的主要參與方，正參與項(xiàng)目整體方案的討論確定，基本會(huì)列入2萬(wàn)戶光伏屋頂計(jì)劃采購(gòu)目錄。浙江省擬實(shí)施2萬(wàn)家庭光伏發(fā)電示范基地項(xiàng)目趨勢(shì)展望2、傳統(tǒng)石化能源枯竭推動(dòng)光伏瓦屋頂迅速發(fā)展隨著傳統(tǒng)石化能源的日益枯竭，各國(guó)都面臨著嚴(yán)峻的能源安全問(wèn)題，發(fā)展太陽(yáng)能等清潔能源成為各國(guó)政府的戰(zhàn)略性議題。光伏陶瓷瓦作為利用太陽(yáng)能發(fā)電的一種形式，具有應(yīng)用范圍廣，可持續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，將會(huì)應(yīng)用到千家萬(wàn)戶。試想一下，如果中國(guó)人口最密集區(qū)域的很多屋頂上裝滿了光伏陶瓷瓦，既是瓦又是發(fā)電站，我們國(guó)家的新能源電力在能源占比中必將大幅度提升，在只是投資不浪費(fèi)資源且充分利用空間資源的情況，把大量屋頂變成了中國(guó)能源戰(zhàn)略的重要陣地，那時(shí)候我們就可以為國(guó)家的能源安全少擔(dān)一份心，也可以少消耗大量石化能源，更可以減少石油和煤炭的進(jìn)口數(shù)量，減少能源進(jìn)口依賴度。趨勢(shì)展望3、電價(jià)上漲將使光伏瓦屋頂更具經(jīng)濟(jì)效益

石油、煤炭、天然氣的開采成本越來(lái)越高，可開采量越來(lái)越少，導(dǎo)致石化能源的價(jià)格不斷上漲。以歐洲為例，近10年來(lái)幾乎每五年就翻一翻。目前歐州地區(qū)的電價(jià)在1.5-2元/度左右,預(yù)計(jì)到2017年和2022年的價(jià)格分別為2.5-3元/度和4-5元/度。我國(guó)目前電力價(jià)格在0.8元/度左右，太陽(yáng)能電力價(jià)格在1.0元/度，按照10年上漲一倍的速度推算，到2022年，我國(guó)的電力價(jià)格平均在1.6元/度，到2032年可達(dá)到3.2元/度，而太陽(yáng)能電力的成本隨著轉(zhuǎn)換效率和生產(chǎn)工藝的革新將保持下降勢(shì)頭，在與傳統(tǒng)電力的競(jìng)爭(zhēng)中逐漸處于有利地位。趨勢(shì)展望4、科技發(fā)展使光伏瓦應(yīng)用無(wú)處不在

太陽(yáng)能具有來(lái)源的