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文檔簡介
1、 建筑一體化光伏 系統(tǒng) 第二組建筑一體化光伏系統(tǒng)概念 太陽能光伏發(fā)電可直接將太陽光轉(zhuǎn)化成電能,光伏發(fā)電雖然應用范圍遍及各行各業(yè),但影響最大的是建材與建筑領(lǐng)域。 建筑一體化光伏(BIPV)系統(tǒng)是應用光伏發(fā)電的一種新概念,是太陽能光伏系統(tǒng)與建筑的完美結(jié)合。 BIPV技術(shù)是將太陽能發(fā)電(光伏)產(chǎn)品集成到建筑上的技術(shù)。光伏建筑體化(BIPV)不同于光伏系統(tǒng)附著在建筑上(BAPV)的形式。 現(xiàn)代化社會中,人們對舒適的建筑環(huán)境的追求越來越高,導致建筑采暖和空調(diào)的能耗日益增長。在發(fā)達國家,建筑用能已占全國總能耗的30%40%,對經(jīng)濟發(fā)展形成了一定的制約作用。1997年。美國提出雄心勃勃的“克林頓總統(tǒng)百萬太陽
2、能屋頂計劃”,計劃在2010年前為100萬戶居民每戶安裝3-5kWP光伏電池.德國于此同期推出“十萬太陽能屋頂計劃”.日本推出“新陽光計劃”,目標2010年在全國推廣150萬套太陽能屋頂.2002年悉尼奧運會時,在國際 奧運村安裝665套1kwp的屋頂光伏系統(tǒng),是世界上最大的的光伏住宅小區(qū)。建筑一體化光伏系統(tǒng)有哪些好處呢?建筑一體化光伏系統(tǒng)有哪些好處呢?建筑一體化光伏系統(tǒng)的優(yōu)勢建筑采光對建筑物來說光線就是靈魂,其對光影的要求甚高。BIPV建筑是采用光面超白鋼化玻璃制作的雙面玻璃組件,能夠通過調(diào)整電池片的排布或采用穿孔硅電池片來達到特定的透光率,即使是在大樓的觀光處也能滿足光線通透的要求。當然,
3、光伏組件透光率越大,電池片的排布就越稀,其發(fā)電功率也會越小。安全性能BIPV組件不僅需要滿足光伏組件的性能要求,同時要滿足建筑物安全性能要求,因此需要有比普通組件更高的力學性能和采用不同的結(jié)構(gòu)方式。在不同的地點,不同的樓層高度,不同的安裝方式,對它的玻璃力學性能要求就可能是完全不同的。BIPV建筑中使用的雙玻璃光伏組件是由兩片鋼化玻璃,中間用PVB膠片復合太陽能電池片組成復合層,電池片之間由導線串、并聯(lián)匯集引線端的整體構(gòu)件。而組件中間的PVB膠片有良好的粘結(jié)性、韌性和彈性,具有吸收沖擊的作用,可防止沖擊物穿透,即使玻璃破損,碎片也會牢牢粘附在PVB膠片上,不會脫落四散傷人,從而使產(chǎn)生的傷害可能
4、減少到最低程度,提高建筑物的安全性能。綠色環(huán)保BIPV建筑物能為光伏系統(tǒng)提供足夠的面積,不需要另占土地,還能省去光伏系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu);太陽能硅電池是固態(tài)半導體器件,發(fā)電時無轉(zhuǎn)動部件,無噪聲,對環(huán)境不會造成污染;BIPV建筑可自發(fā)自用,減少了電力輸送過程的費用和能耗,降低了輸電和分電的投資和維修成本。而且日照強時恰好是用電高峰期,BIPV系統(tǒng)能杜絕由一般化石燃料發(fā)電所帶來的嚴重空氣污染,這對于環(huán)保要求更高的今天和未來極為重要。光伏與建筑相結(jié)合的形式根據(jù)光伏方陣與建筑結(jié)合的方式不同,太陽能光伏建筑一體化可分為兩大類:第一類是光伏方陣與建筑的結(jié)合。這種方式是將光伏方陣依附于建筑物上,建筑物作為光伏方陣
5、載體,起支承作用。第二類是光伏方陣與建筑的集成。這種方式是光伏組件以一種建筑材料的形式出現(xiàn),光伏方陣成為建筑不可分割的一部分。 2008年奧運會體育賽事的國家游泳中心和國家體育館等奧運場館中,采用的就是光伏方陣與建筑結(jié)合的太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),這些系統(tǒng)年發(fā)電量可達70萬千瓦時,相當于節(jié)約標煤170噸,減少二氧化碳排放570噸。BIPV對建筑圍護結(jié)構(gòu)熱性能的影響 BIPV對建筑圍護結(jié)構(gòu)的傳熱特性具有明顯的影響,從而對建筑冷熱負荷產(chǎn)生影響。光伏與通風屋面結(jié)合,不僅可以提高光伏轉(zhuǎn)換效率,而且可以降低通過屋面?zhèn)魅胧覂?nèi)的冷熱負荷。 通過四種不同形式的屋面結(jié)構(gòu),評價光伏性能及其對建筑冷熱負荷的影響,四種
6、屋面結(jié)構(gòu)如圖所示A】通風架空屋面BIPV可以降低空調(diào)冷負荷,同時提高光電轉(zhuǎn)換效率b】非通風架空屋面BIPV具有熱負荷低,光電轉(zhuǎn)換率高的優(yōu)點C】屋面鑲嵌BIPVD】傳統(tǒng)屋面BIPV的一些問題雖然太陽能光伏建筑一體化有高效、經(jīng)濟、環(huán)保等諸多優(yōu)點,并已在世博場館和示范工程上得以運用,但光伏建筑還未進入尋常百姓家,成片使用該技術(shù)的民宅社區(qū)并未出現(xiàn)。這是由于太陽能光伏建筑一體化存有幾大問題一、造價較高太陽能光伏建筑一體化建筑物造價較高。一體化設計建造的帶有光伏發(fā)電系統(tǒng)的建筑物造價較高,在科研技術(shù)方面還有待提升。二、成本高太陽能發(fā)電的成本高。目前太陽能發(fā)電的成本是每度2.5元,比常規(guī)發(fā)電成本每度1元翻倍。
7、三、不穩(wěn)定太陽能光伏發(fā)電不穩(wěn)定,受天氣影響大,有波動性。這是由于太陽并不是一天24小時都有,因此如何解決太陽能光伏發(fā)電的波動性,如何儲電也是亟待解決的問題。建筑一體化光伏系統(tǒng)設計實例合作保險大廈 / Co-operative Insurance Tower地區(qū): 英國,曼徹斯特中文名稱:合作保險大廈英文名稱:Co-operative Insurance Tower建成時間:2006年1月建筑用途:商業(yè)、辦公樓光伏應用:建筑外立面裝機容量:391 kWp年發(fā)電量:180 MWh英國合作保險大廈使用了7,244塊太陽能光伏組件取代傳統(tǒng)的建筑外墻裝飾材料。其120m高的光伏幕墻成為當時歐洲最大的應用
8、于建筑外立面的光伏幕墻。地區(qū): 中國,北京中文名稱:中國國家體育館英文名稱:China National Gymnasium / National Indoor Stadium建成時間:2007年12月建筑用途:體育館光伏應用:屋頂、遮陽裝機功率:102.5 kWp逆變器提供商:北京科諾偉業(yè)科技有限公司中國國家體育館光伏系統(tǒng)包含場館屋頂光伏系統(tǒng)和南側(cè)玻璃屋頂光伏系統(tǒng)。是唯一與奧運主場館結(jié)合建設并在奧運期間唯一允許正常運行的太陽能發(fā)電系統(tǒng),也是我國第一個同大型體育場館結(jié)合建設的太陽能發(fā)電系統(tǒng),并且采用了兩種結(jié)合同建筑方式,示范效果突出場館屋頂光伏系統(tǒng)使用常規(guī)光伏組件1100塊,容量97.5kWp
9、,結(jié)合屋面采光帶進行安裝??绮晒鈳О惭b的常規(guī)光伏組件,利用國家體育館的弧度,良好的與建筑屋面進行了結(jié)合,同時實現(xiàn)了建筑師提出的即為體育館內(nèi)部提供陽光自然照明又起到了遮擋直射光的設計要求。南側(cè)玻璃屋頂光伏系統(tǒng)使用雙玻光伏組件24塊,容量5kWp,結(jié)合南側(cè)玻璃幕墻進行安裝。24塊雙玻組件直接替代原設計中的24塊幕墻玻璃,作為建筑材料的一部分,充分體現(xiàn)“光伏建筑”一體化的設計理念。地區(qū): 中國,青海省,西寧市中文名稱:青??萍拣^應用類型:光伏屋頂、光伏幕墻光伏面積:1600 m裝機容量:186.6 kWp年發(fā)電量:220 MWh(設計估算)系統(tǒng)設計:中國興業(yè)太陽能技術(shù)控股有限公司項目施工:中國興業(yè)太
10、陽能技術(shù)控股有限公司組件提供:湖南興業(yè)太陽能科技有限公司青海科技館BIPV光伏發(fā)電工程于2011年10月24日投入使用,該項目是我國首個光伏建筑立面應用電動追蹤式BIPV光伏百葉的工程。安裝于建筑立面的數(shù)百片光伏百葉可以跟隨太陽位置單軸轉(zhuǎn)動,有效提高了立面的光伏系統(tǒng)發(fā)電量。光伏百葉與建筑完美結(jié)合,不但給建筑帶來了一體化的美觀,同時自動跟蹤系統(tǒng)還在最大化應用太陽能的效率的同時增強了建筑內(nèi)部的通風效果,可謂一舉多得。青??萍拣^BIPV光伏發(fā)電工程追蹤式光伏百葉地區(qū): 德國,巴伐利亞州,慕尼黑中文名稱:慕尼黑寶馬世界德語名稱:BMW Welt Mnchen建成時間:2007年10月17日(開始運行)建筑用途:辦公、展示應用類型:屋頂光伏面積:16,000 m2裝機容量:824 kWp主要光伏組件商:Solarwatt位于德國慕尼黑的“寶馬世界”展廳(BMW Welt)占地785,000平方英尺
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