光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件

光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)1一太陽(yáng)能光伏發(fā)電概述二建筑光電一體化系統(tǒng)（BIPV）三光電一體化的做法四總結(jié)一太陽(yáng)能光伏發(fā)電概述2一太陽(yáng)能光伏發(fā)電概述一太陽(yáng)能光伏發(fā)電概述31.1太陽(yáng)能電池的工作原理光伏技術(shù)可直接將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換為電能，用此技術(shù)制作的光電池使用方便，特別是近年來(lái)微小型半導(dǎo)體逆變器迅速發(fā)展，促使其應(yīng)用更加快捷。1.1太陽(yáng)能電池的工作原理光伏技術(shù)可直接將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換為電4光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件51.2太陽(yáng)能電池的種類與特點(diǎn)單晶硅單晶硅效率最高，商業(yè)化生產(chǎn)單晶硅效率達(dá)16~18%，實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)30%，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本居高不下1.2太陽(yáng)能電池的種類與特點(diǎn)單晶硅6多晶硅多晶硅電池效率較高，商業(yè)化生產(chǎn)單晶硅效率達(dá)14~16%，實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)20.3%，生產(chǎn)成本較低，適合大規(guī)模生產(chǎn)多晶硅7薄膜電池非晶硅電池是第一個(gè)商業(yè)化生產(chǎn)的薄膜太陽(yáng)電池。成本較低，目前非晶硅太陽(yáng)能電池及組件達(dá)到的最好的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化效率約為10~12%;商業(yè)化生產(chǎn)穩(wěn)定效約為6~7%薄膜電池81.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)1.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)9獨(dú)立式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)

在獨(dú)立式系統(tǒng)中(Stand—alonlesystems)，白天產(chǎn)出的多余電能儲(chǔ)存在電池組中以備夜間及昏暗多云天氣時(shí)使用

獨(dú)立式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在獨(dú)立式系統(tǒng)中(Stand—alonl10光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件11并網(wǎng)式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)有電網(wǎng)時(shí)，就不需電池組儲(chǔ)能了。晴朗的白天，多余的光電能出售給公用事業(yè)系統(tǒng)；夜間，電網(wǎng)則釋放電能。實(shí)際上，電網(wǎng)相當(dāng)于一個(gè)大蓄電池，它可使光電系統(tǒng)所有者和許多電力公司都受益，因?yàn)闀r(shí)常是酷熱晴朗的夏日最需要電網(wǎng)，而夜間電力公司就有足夠的儲(chǔ)存能量去出售。

并網(wǎng)式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)有電網(wǎng)時(shí)，就不需電池組儲(chǔ)能了。晴朗的白12亞洲最大的太陽(yáng)能電站——深圳國(guó)際園林花卉博覽園的1兆瓦光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)亞洲最大的太陽(yáng)能電站——深圳國(guó)際園林花卉博覽園的1兆瓦光伏并131.4多云天，光電能輸出能量的規(guī)則

1．部分多云天，可達(dá)到晴天能量的80％；2．在煙霧蒙蒙的情況下，可有晴天時(shí)50％．的能量；3．天空云層極厚時(shí)，可有晴天時(shí)30％的能量輸出。1.4多云天，光電能輸出能量的規(guī)則1．部分多云天，可達(dá)到晴141.5光伏發(fā)電的特點(diǎn)1．可持續(xù)性(可再生性)，2．無(wú)污染3．對(duì)人與地球無(wú)害；4．高級(jí)能源，用途廣泛；5．安靜無(wú)噪聲；6．直接向需求地供能(無(wú)需能量傳輸)；7．在需求高峰——炎熱晴朗的夏季，是最佳使用的能源；8．對(duì)創(chuàng)造建筑圍護(hù)材料有額外的好處(即取代傳統(tǒng)建材)；

9．高度可靠性；10．沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件；11．不需維護(hù)；12．模數(shù)化(尺寸可因需要而定)；13．運(yùn)行成本低；1.5光伏發(fā)電的特點(diǎn)1．可持續(xù)性(可再生性)，15二建筑光電一體化系統(tǒng)（BIPV）光電系統(tǒng)為建筑供能有很多種方式：從遠(yuǎn)離建筑的光電場(chǎng)到作為建筑結(jié)構(gòu)的一部分。一些公用事業(yè)公司通過(guò)大型中心光電場(chǎng)以增大他們的電能，而另一些電力公司則通過(guò)建立靠近用戶的小型光電場(chǎng)達(dá)到這個(gè)目的。有的光電陣列集電板布置在毗鄰建筑的地方，有的被置于屋頂上，或者干脆整個(gè)結(jié)合到建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中。在這種情況下，建筑光電一體式系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，簡(jiǎn)稱BIPV。

二建筑光電一體化系統(tǒng)（BIPV）光電系統(tǒng)為建筑供能有很多16BIPVisnewforconstructionworkerstoo.BIPVisnewforconstructionw172.1光電構(gòu)件

光電組件有很多型號(hào)、樣式和顏色。多晶硅元件是美麗的藍(lán)色，與晶狀結(jié)構(gòu)形成迷人的圖案。大多數(shù)薄膜光電組件是深褐色的，其中一些很柔軟，適合用于曲形表面目前已有金色、紫色、綠色的組件問(wèn)世。2.1光電構(gòu)件光電組件有很多型號(hào)、樣式和顏色。多晶硅元件是18光電構(gòu)件光電構(gòu)件192.2光電陣板的朝向和傾角

要想最大限度地獲取太陽(yáng)輻射，必須使集電器與太陽(yáng)輻射方向垂直。由于太陽(yáng)的運(yùn)行軌跡每天和每年都在變化，所以只有雙軸跟蹤式集電器才能在全年最大限度地達(dá)到要求。然而只有在干燥氣候中雙軸跟蹤集電器才是比較好的，因?yàn)樗兄蟛糠值闹鄙涔猓踔吝@里也有10％一20％的太陽(yáng)輻射為漫射。在大多數(shù)晴朗潮濕氣候條件下，大約只有50％的太陽(yáng)輻是直接射入；而在多云的天氣中，80％或更多的輻射是漫射。

2.2光電陣板的朝向和傾角要想最大限度地獲取太陽(yáng)輻射20通常，選擇最佳朝向?yàn)檎戏?，但這樣會(huì)損失從東南20。到西南20。范圍的小部分輻射。然而，日負(fù)荷能力會(huì)影響到建筑的實(shí)際朝向。比如小學(xué)上課時(shí)間為清晨到下午這段時(shí)間，光電陣板朝向?yàn)闁|南30。較為合適，如果早晨有霧的話，朝向西南則較合適。隨著光電組件價(jià)格不斷下降，對(duì)朝向和傾角的選擇將會(huì)變得不那么重要。把它設(shè)在屋頂及南立面上都是可以的。同時(shí)東西立面也是可供利用的，這樣可以獲得高達(dá)最佳南向輸入能量的60％。通常，選擇最佳朝向?yàn)檎戏?，但這樣會(huì)損失從東南20。到西南221三光電一體化的做法三光電一體化的做法223.1用光電設(shè)備作屋面板

理想屋頂應(yīng)為斜頂，同時(shí)用光電板覆面。斜坡式屋頂還較易防水。淺坡式屋頂并不適合安裝光電板，因?yàn)樗鼈冸x理想的朝向與傾角相差太遠(yuǎn)，而且也太易積灰積雪。較陡的角度可使光滑的光電陣板上雨雪很容易滑落。3.1用光電設(shè)備作屋面板理想屋頂應(yīng)為斜頂，同時(shí)用光電板覆面23光電板作為屋面的天窗光電板作為屋面的天窗24光電板作為中庭屋面光電板作為中庭屋面25光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件26在平屋頂上，附加支撐可以獲得理想的傾角，但同時(shí)也失去了光電板與建筑的整體性。在平屋頂上，附加支撐可以獲得理想的傾角，但同時(shí)也失去了光電板27鋸齒形的高側(cè)窗要比平屋頂好得多，因?yàn)槟舷蚱卤唤ㄖ怆娨惑w化設(shè)備占據(jù)了，北向玻璃窗就可以用于晝光照明。南向的光電板也可選用半透明的，這樣高側(cè)窗可在采集南面晝光的同時(shí)采集太陽(yáng)輻射，產(chǎn)生電能。鋸齒形的高側(cè)窗要比平屋頂好得多，因?yàn)槟舷蚱卤唤ㄖ怆娨惑w化設(shè)28如果光電板與屋頂成為一體，則其下面需要通風(fēng)以降溫。在冬天，可以收集這些余熱以采暖。光電屋蓋板和瓦很適用于大多數(shù)傳統(tǒng)屋面。除了為每個(gè)單元供電之外，它們與傳統(tǒng)作法沒(méi)什么不同。如果光電板與屋頂成為一體，則其下面需要通風(fēng)以降溫。在冬天，可29與OM系統(tǒng)結(jié)合與OM系統(tǒng)結(jié)合303.2用光電設(shè)備作建筑立面

不但南立面可用光電設(shè)備作立面，東立面、西立面也可以，并且能產(chǎn)生相當(dāng)多的電能。如果建筑有凸窗欞的話，必須保證窗欞較薄，使光電板不至于產(chǎn)生太多陰影。如果建筑較低部位被遮擋，例如在高密集城區(qū)或場(chǎng)地內(nèi)有大量樹(shù)木的常見(jiàn)情況下，那么只能在較高部位安裝光電設(shè)備。3.2用光電設(shè)備作建筑立面不但南立面可用光電設(shè)備作立面，東31光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件323.3玻璃窗與光電設(shè)備

有兩種典型的光電玻璃窗系統(tǒng)。一種是半透明的，更像淺色玻璃窗3.3玻璃窗與光電設(shè)備有兩種典型的光電玻璃窗系統(tǒng)。33光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件34光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件35另一種是由透明玻璃窗上安裝不透明光電元件，這些元件排列的間距決定了玻璃窗的透光率，就像我們?cè)诓ＡТ吧贤可暇旨y一樣另一種是由透明玻璃窗上安裝不透明光電元件，這些元件排列的間距36以上任何一種光電玻璃窗體系都能選擇一定的透明度。當(dāng)然，透過(guò)的光越多，產(chǎn)生的電能就越少。因?yàn)榇罅坎ＡТ笆乾F(xiàn)代建筑的特征之一，所以即使非常透明的光電設(shè)備仍能產(chǎn)生大量能量。以上任何一種光電玻璃窗體系都能選擇一定的透明度。當(dāng)然，透過(guò)的37光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件38目前，一種僅用紅外輻射發(fā)電的光電玻璃窗正在研制中。這樣，既可以發(fā)電又可降低晝光溫度，這正是多數(shù)向南的辦公大樓需要的。

目前，一種僅用紅外輻射發(fā)電的光電玻璃窗正在研制中。這樣，既可39

3.4光電幕墻

多個(gè)太陽(yáng)能光電池經(jīng)加固處理，鑲嵌在特殊的透明度極高的低鐵玻璃中，彼此之間經(jīng)過(guò)其背面的導(dǎo)線相連，從而構(gòu)成了一個(gè)整體的光電板。此幕墻體現(xiàn)了智能化特點(diǎn)，把太陽(yáng)能光電技術(shù)集成到幕墻中不占有建筑面積，且太陽(yáng)能光電板優(yōu)美的外觀，具有特殊的裝飾效果，更賦予建筑物鮮明的現(xiàn)代科技色彩。

3.4光電幕墻多個(gè)太陽(yáng)能光電池經(jīng)加固處理，鑲嵌在特殊的透403.5光電系統(tǒng)與遮陽(yáng)設(shè)備

對(duì)于光電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，建筑遮陽(yáng)設(shè)備是重要的可利用裝置，因?yàn)樗峁┝诉m當(dāng)?shù)膬A角。遮陽(yáng)系統(tǒng)中的光電板，既可是半透明的，也可是大范圍的透明玻璃窗。3.5光電系統(tǒng)與遮陽(yáng)設(shè)備對(duì)于光電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，建筑遮陽(yáng)設(shè)備是重41光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件42光電系統(tǒng)既可整體組合于入口雨篷中，也可組合于在一些獨(dú)立式遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)中光電系統(tǒng)既可整體組合于入口雨篷中，也可組合于在一些獨(dú)立式遮陽(yáng)43就目前而言，雖然把光電板用于露天停車場(chǎng)遮陽(yáng)上的費(fèi)用過(guò)高，但遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)與光電發(fā)電器相結(jié)合，就會(huì)物有所值。隨著電力汽車的數(shù)量增加，這些結(jié)構(gòu)會(huì)成為理想的“充電站”就目前而言，雖然把光電板用于露天停車場(chǎng)遮陽(yáng)上的費(fèi)用過(guò)高，但遮443.6優(yōu)秀實(shí)例3.6優(yōu)秀實(shí)例45光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件46光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件47光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)課件48四總結(jié)四總結(jié)494.1建筑光電一體化系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：

1．減少電流輸送過(guò)程的能耗這部分費(fèi)用有時(shí)高達(dá)總電價(jià)的25％2．避免了放置光電陣板的額外占用寶貴空間；3．省去了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分的費(fèi)用；4．與建筑結(jié)構(gòu)合一．省去了獨(dú)為光電設(shè)備提供的支撐結(jié)構(gòu)；5．使用新型建筑維護(hù)材料，發(fā)揮美學(xué)潛力；6．以不破壞環(huán)境的方式生全