南昌航空大学自考本科毕业论文-4-16改

南昌航空大学自考毕业论文

太阳能能光伏建筑一体化概论

摘要

光伏建筑一体化即BIPV（Building Integrated PV，PV即Photovolta-ic）。光伏建筑一体化（BIPV）技术是将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术。光伏建筑一体化，是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。根据光伏方阵与建筑结合的方式不同，光伏建筑一体化可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合。这种方式是将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物作为光伏方阵载体，起支承作用。另一类是光伏方阵与建筑的集成。这种方式是光伏组件以一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中，光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式，特别是与建筑屋面的结合。由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。光伏方阵与建筑的集成是BIPV 的一种高级形式，它对光伏组件的要求较高。光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求同时还要兼顾建筑的基本功能要求。

关键词：光伏发电；建筑；光伏建筑一体化

I

一引言.............................................................................................- 1 -

二、光伏建筑一体化发电技术简介...............................................- 2 -

2.1 光伏建筑一体化及特点....................................................- 2 -

2.2 光伏与建筑相结合的方式................................................- 3 -

2.2.1建筑与光伏系统相结合...........................................- 3 -

2.2.2建筑与光伏器件相结合...........................................- 3 -

2.3 光伏建筑一体化对光伏光伏系统及光伏组件的要求 ...- 4 -

2.4 光伏建筑一体化的整体要求............................................- 5 -

三、光伏建筑一体化的优缺点.......................................................- 8 -

3.1 光伏建筑一体化的优点....................................................- 8 -

3.2 光伏建筑一体化的缺点......................................................- 8 -

四. 太阳能与建筑一体化市场前景- ..............................................- 9 -

4.1光伏建筑一体化的市场前景...............................................- 9 -

4.2 光伏建筑一体化的未来发展趋势。................................ - 11 - 五结束语-14- 六．致谢...................................................................................... - 15 - 七、参考文献.............................................................................. - 16 -

II

一引言

太阳能在建筑上的的应用最为有效的方法之一就是采用光伏建筑一体化(BIPV)技术，即光伏建筑在建筑物上镶嵌光伏发电系统为建筑物提供电力。建筑物（包括住宅，商用和公用建筑）能耗通常占一个国家和地区全部能源消耗的30%～50%（在香港高达50%之多）[1]，利用光伏建筑发电对于减少常规电力消耗，降低供电高峰负荷和保护地球环境具有重要意义。如果在房屋屋顶和外墙安装太阳能电池板，不仅可以进行太阳能光伏发电，而且可以替代传统的玻璃幕墙、屋顶和墙面材料，降低房屋和太阳能项目的整体造价[2]。还可以降低建筑物的冷负荷，达到建筑物能源的有效利用，降低建筑物的能耗，为建筑物创造宜人的生活环境。而带来这一切的，就是光伏建筑一体化技术。

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二、光伏建筑一体化发电技术简介

2.1 光伏建筑一体化及特点

随着太阳能发电技术的日益成熟，光伏发电系统除大量用于无电地区、游牧家庭、航海灯塔、孤岛居民供电以及某些特殊领域外，也已经开始进入一般单独用户、联网用户和商业建筑[3]。而近年来，随着常规能源的日益枯竭而引起的发电成本上升和人们环境意识的日益增强，一些国家纷纷开始实施、推广光伏建筑一体化发电系统。而光伏建筑一体化发电技术，也在这种形势下迅速得：到发展。太阳能光伏建筑一体化是应用太阳能发电的一种新概念；在建筑结构表面铺设太阳能电池以提供电力[4]。可以说在众多太阳能发电系统中，光伏建筑一体化发电系统是值得期待的一项技术。

光伏建筑一体化在实际应用中具有以下特点：

（1）并网系统光伏阵列安装在闲置的建筑物屋顶或墙面上，无需占用土地或增建其它基础设施，适用于人口密集的城市，这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要。

（2）所发电能馈入电网，省掉蓄电池，节省建设投资与维护费用，从而使发电成本大为降低。提高了系统的平均无故障时间和防止蓄电池的二次污染。

（3）分布式建设可原地发电、原地用电，使输电成本和损耗变得最小。在一定距离范围内可以节省常规电网的投资。

（4）本地发供电，进出电网灵活。夏季由于大量制冷设备的使用，形成电网用电高峰。而这时也是光伏阵列发电最多的时候。BIPV系统除保证自身建筑用电外，还可以向电网供电，从而缓解高峰电力需求。

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（5）由于光伏阵列安装在屋顶和墙壁等外围护结构上，吸收太阳能，转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，既节省了能源，又利于保证室内的空气品质。

（6）由于光伏电池的组件模块化，光伏阵列安装起来很简便，而且可以任意选配发电容量。

(7)光伏电池组件与建筑物完美结合，既可发电又能作为建筑材料和装饰材料，使物质资源充分利用并发挥多种功能，同时降低了建设费用；使建筑物科技含量大大提高，减少了光伏系统成本的回收器，增加了“卖点”。

(8) 避免了由于使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染，这对于环保要求严格的今天与未来更为重要。

(9)发展前途远大。并网光伏系统是世界各发达国家在光伏应用领域竞相发展的热点和重点，是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势，市场巨大，前景广阔。

2.2 光伏与建筑相结合的方式

根据光伏方阵与建筑结合的方式不同，太阳能光伏建筑一体化可分为两大类：

2.2.1建筑与光伏系统相结合

把封装好的的光伏组件（平板或曲面板）安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置相联。光伏系统还可以通过一定的装置与公共电网联接。

2.2.2建筑与光伏器件相结合

建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化。一般的建筑物外围护表面采用涂料、装饰瓷砖或幕墙玻璃，目的是为了保护和装饰建筑物。如果用光伏器件代替部分建材，即用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户，这样既可用做建材也可用以发电，可谓

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