光伏建筑一体化(一)-完整版
光伏建筑一体化上课讲义
光伏建筑一体化将光伏技术引入到建筑中全球气候变化的潜在威胁，日益增长的能源需求，化石能源不可避免的枯竭，使得人类对可再生能源的需求越来越迫切。
与此同时，建筑能耗在工业国家中已经占到了20%-30%，因此越来越需要在建筑设计中考虑能耗和环境。
传统的节能建筑考虑了隔热、采暖、通风、温室、光照设计等方面，但光伏发电主动式地产生高品位能量，与建筑完美结合，提供了一种可持续建筑的新理念。
什么是光伏建筑一体化光伏建筑一体化（BIPV）是将建筑和光伏发电结合的一种理念。
这种发电系统既能够发电，又是建筑的一部分。
BIPV系统的标准构件是光伏组件（PV Module）。
太阳光照射在太阳电池上产生光生伏打效应，产生直流电。
太阳电池连接起来并封装在不同的材料上构成组件。
组件通过电气的串并联方式连接成光伏方阵。
光伏方阵输出的直流电经过逆变器转变为交流电并入电网。
光伏组件可以通过多种方式集成到建筑中。
最简单的将光伏组件直接安装在建筑的外表，但是这只是屋顶的光伏发电。
我们认为光伏建筑一体化，需要将光伏组件融合到建筑中，成为建筑的整体结构的一部分。
当光伏组件放在建筑的背景下，将不仅仅从能量的角度考虑。
因为光伏组件的特性也可以作为多功能的建筑因素，提供电能和控制采光，使建筑引进新的设计理念。
建筑一体化的光伏组件（BIPV module）可以代替传统的建筑材料，降低光伏发电的成本。
它并不占用额外的空间，在人口稠密的城市也能使用。
它可以做到发电就地使用，减少能量运输的损耗。
电网电能的需求高时，通常恰好是用电高峰，它可以起到调节电网的作用。
设计良好的一体化系统也能够提高市场的接受程度，为业主塑造良好的社会形象，是太阳能利用的最佳形式。
光伏组件没有机械运动部件，不会对建筑结构造成问题，维护成本低。
光伏组件已经证明可以正常工作至少30年以上。
光伏组件是模块化的技术，可以根据实际需要设计光伏方阵面积。
光伏技术基本到处都是可以使用，组件也容易运输和装载。
建筑光伏发电一体化方案
建筑光伏发电一体化方案1 太阳能光电建筑介绍1.1太阳能光电建筑的应用太阳能光电建筑是指将光伏发电与建筑物相结合，在建筑物的外围结构表面上布设光伏器件产生电力，从而使“建筑物产生绿色能源”。
光伏与建筑的结合有如下两种方式，都可以通过并网逆变器、控制装置与公共电网联接起来组成并网发电系统。
（1）一种是建筑与光伏系统相结合（如图1），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，组成光伏发电系统；（2）另外一种是建筑与光伏器件相结合（如图2），是将光伏器件与建筑材料集成化，用光伏器件直接代替建筑材料，即光伏建筑一体化（BIPV），如将太阳光伏电池制作成光伏玻璃幕墙、太阳能电池瓦等，这样不仅可开发和应用新能源，还可与装饰美化合为一体，达到节能环保效果，是今后的发展光伏建筑一体化的趋势。
图1 合肥某产业基地500KW光伏发电系统图2 国家发改委办公楼100KW光伏发电系统1.2太阳能光电建筑的优点从建筑、技术和经济角度来看，太阳能光电建筑有以下诸多优点：（1）可以有效地利用建筑物屋顶和幕墙，无需占用宝贵的土地资源，这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要；（2）可原地发电、原地用电，在一定距离范围内可以节省电站送电网的投资。
对于联网户用系统，光伏阵列所发电力既可供给本建筑物负载使用，也可送入电网；（3）能有效地减少建筑能耗，实现建筑节能。
光伏并网发电系统在白天阳光照射时发电，该时段也是电网用电高峰期，从而舒缓高峰电力需求；（4）光伏组件一般安装在建筑的屋顶及墙的南立面上直接吸收太阳能，因此建筑集成光伏发电系统不仅提供了电力，而且还降低了墙面及屋顶的温升；（5）并网光伏发电系统没有噪音、没有污染物排放、不消耗任何燃料，具有绿色环保概念，可增加楼盘的综合品质。
1.3光伏与建筑结合的几种安装方式财政补贴将重点支持太阳能光电建筑一体化安装且发电主要用于解决建筑用能的项目，从项目类型上主要包括三类：一是建材型，指将太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起成为不可分割的建筑构件或建筑材料，如光伏瓦、光伏砖、光伏屋面卷材、玻璃光伏幕墙、光伏采光顶等；二是构件型，指与建筑构件组合在一起或独立成为建筑构件的光伏构件，如以标准普通光伏组件或根据建筑要求定制的光伏组件构成雨篷构件、遮阳构件等；三是与屋顶、墙面结合安装型，指在平屋顶上安装、坡屋面上顺坡架空安装以及在墙面上与墙面平行安装等形式。
光伏建筑一体化(一)
这类系统与独立光伏系统相 比有如下特点。
B、独立光伏系统中光 伏方阵所发出的有效电 能要受蓄电池荷电状态 的限制，在蓄电池额定 容量充满后，光伏方阵 所发出的多余电力就只 能白白浪费，而且蓄电 池的自放电和充电过程 都要损耗部分电能，而 并网系统随时可从电网 中存取，可以充分利用 光伏方阵所发的电能。
BAPV
与建筑相结合的光伏系 统，可以作为独立电源 供电或者并网的方式供 电，而并网发电是当今 光伏应用的新趋势。
将现成的平板光伏组件安装在住房 或建筑物的屋顶或外墙，引出端经 过控制器及逆变器与公共电网相连 接，由光伏方阵及电网并联向用户 供电，这就形成了户用并网光伏系 统。
由于其全部或基本不用蓄电池，造 价大大降低，并且除了发电以外还 具有调峰、环保和代替某些建材的 多种功能，因而是光伏发电步入商 业应用并逐步发展成为基本电源之 一的重要方式。
独立发电系统示意图
并网发电系统示意图
简单直流光伏 水泵系统
大型光伏并网电站
独立发电系统示意图
并网发电系统示意图
独立发电系统
并网发电系统
BIPV系统根据安装形式主要分为两种形式：光伏屋顶结构（PVROOF）和光伏墙结构（PV-WALL）两种形式。
BIPV形式 1 2 3 4 5 6 7 8 光伏采光顶（天窗） 光伏屋顶 光伏幕墙（透明幕 墙） 光伏幕墙（非透明 幕墙） 光伏遮阳板（有采 光要求） 光伏遮阳板（无采 光要求） 屋顶光伏方阵 墙面光伏方阵 光伏组件 光伏玻璃组件 光伏屋面瓦 光伏玻璃组件 （透明） 光伏玻璃组件 （非透明） 光伏玻璃组件 （透明） 光伏玻璃组件 （非透明） 普通光伏电池 普通光伏电池 建筑要求 建筑效果、结构强度、采 光、遮风挡雨 建筑效果、结构强度、遮 风挡雨 建筑效果、结构强度、采 光、遮风挡雨 建筑效果、结构强度、遮 风挡雨 建筑效果、结构强度、采 光 建筑效果、结构强度、 建筑效果 建筑效果 类型 集成 集成 集成 集成 集成 集成 结合 结合
光伏建筑一体化简介介绍
近年来，随着全球气候变化和环境问题日益严重，光伏建筑一体化得到了更广泛的应用和推广。各国政府出台了 一系列政策鼓励光伏建筑一体化的建设和应用，同时，科研机构和企业也在不断研发新的技术和产品，推动光伏 建筑一体化的进一步发展。
光伏建筑一体化的应用领域
住宅建筑
家庭住宅是光伏建筑一体化的重要应用领域。通 过在屋顶、外墙、窗户等部位安装光伏组件，家 庭住宅可以实现自给自足的能源供应，降低能源 成本。
概念
光伏建筑一体化通过将光伏组件与建筑结构、材料和系统相结合，实现建筑外 观、功能和能源需求的统一，为绿色建筑和可持续发展提供了一种有效的解决 方案。
光伏建筑一体化的历史与发展
历史
光伏建筑一体化的发展可以追溯到20世纪70年代的石油危机时期，当时人们开始意识到能源危机并开始寻求可再 生能源的解决方案。随着光伏技术的不断进步和成本降低，光伏建筑一体化逐渐成为一种可行的建筑解决方案。
通过在建筑物上安装太阳能板，可以减少 电费支出，并在长期运营中获得回报。
美化建筑外观
灵活性
光伏板可以设计成各种形状和颜色，与建 筑物的外观完美融合，提升建筑的整体美 感。
光伏建筑一体化适用于各种类型的建筑， 无论是住宅、商业还是工业建筑，都能灵 活地应用。
光伏建筑一体化的挑战
成本问题
虽然长期运营可以获得经济效益，但初期的 投资成本较高，可能会阻碍其推广。
02
光伏建筑一体化的技术实现
光伏组件的选择与设计
01
02
03
高效能
选择高效能的光伏组件， 能够提高发电效率，降低 成本。
耐久性
考虑光伏组件的使用寿命 ，选择耐久性强的材料， 确保长期稳定的发电效果 。
适应性
第一次课 光伏建筑一体化介绍
预留检修通道
光伏建筑一体化介绍
2、BIPV
设计要点 说明 如：光伏幕墙抗风压、平面内变形等要达到要求； 光伏屋顶抗冰雹、气密性、水密性等要达到要求 如：线缆尽量隐蔽；接线盒小型化、多样化 如：光伏系统直流侧应设置必要的触电警示和防止 触电的安全措施 如：采用CIGS、非晶硅、CdTe等薄膜电池 如：使用直流负载电器；光伏保温材料一体化集成 ；光伏电致变色一体化集成；PV-LED一体化集成
安装在屋顶和墙壁等外围护结构的光伏阵列，在吸收太阳能转化为电能
的同时，还大大降低了建筑外围护结构表面的综合温度，减少了墙体得热 和室内空调冷负荷。
光伏建筑一体化介绍
一、定义
光伏建筑一体化是指将太阳能光伏发电系统与建筑相结合的技术。
太阳电池结构图
二、应用类型 根据光伏发电系统与建筑结合方式的不同，可将光伏建筑 一体化分为两种类型： 1、BAPV （Building Attached Photovoltaic） 其特点为：封装好的光伏组件作为附加构件依附于现有建 筑上，建筑作为载体，仅起支撑作用。 2、BIPV（Building Integrated Photovoltaic） 其特点为：光伏组件以一种建筑材料成为建筑物不可分割 的一部分。
为什么需要光伏建筑一体化？
光伏与建筑结合可以减少建筑对化石能源的消耗； 对城镇用电能起到积极的调峰作用；
光伏与建筑结合可就地安装，就地发电，就地上网，不需要另外架设输
电线路； 光伏与建筑结合，安装在屋顶或墙面上光伏发电没有噪声，没有排放，不消耗任何燃料，不会给人们的生活带 来任何不便，几乎所有建筑物都可以与建筑光伏构件结合；
满足建材要求 满足建筑美观要求 电气安全 选择弱光性能好的组件产品
光伏建筑一体化
光伏建筑一体化光伏建筑一体化是指将光伏发电系统与建筑物的设计、建造和运营相结合，将光伏发电设备整合到建筑物的外立面、屋顶、遮阳设施等部位，使建筑物具备发电功能，同时保持建筑的美观和功能。
光伏建筑一体化的具体实现方式包括以下几个方面：1. 外立面光伏建筑一体化：将光伏组件安装在建筑物的外墙表面，利用太阳能将光能转化为电能。
这种方式可以利用建筑物的立面空间，实现光伏发电和建筑外观的有机结合。
2. 屋顶光伏建筑一体化：将光伏组件安装在建筑物的屋顶上，利用太阳能进行发电。
这种方式可以最大限度地利用建筑物的屋顶空间，将其转化为发电设备的安装面。
3. 遮阳光伏建筑一体化：将光伏组件安装在建筑物的遮阳设施上，如阳台、雨棚、遮阳板等。
这种方式可以实现遮阳和发电的双重功能，兼顾建筑物的舒适性和能源利用。
4. 窗户光伏建筑一体化：将光伏组件嵌入建筑物的窗户中，利用太阳能进行发电。
这种方式可以利用建筑物的窗户面积，实现发电和采光的双重效果。
光伏建筑一体化的优势包括：1. 节约土地资源：将光伏发电系统整合到建筑物中，不需要额外的土地或场地，节约了土地资源的利用。
2. 提高建筑能源利用效率：光伏建筑一体化可以将太阳能直接转化为电能，提高建筑的能源利用效率，降低能源消耗。
3. 美化建筑外观：光伏组件可以与建筑外观进行有机结合，不仅实现了发电功能，还可以美化建筑物的外观。
4. 减少建筑物的碳排放：光伏发电是一种清洁能源，使用光伏建筑一体化可以减少建筑物的碳排放，降低对环境的影响。
总之，光伏建筑一体化是将光伏发电系统与建筑物相结合，实现发电和建筑功能的有机融合。
它是可持续发展和绿色建筑的重要组成部分，具有广阔的应用前景。
光伏建筑一体化简介演示
政府政策
政府将出台更多支持可再生能源发展 的政策，为光伏建筑一体化的发展提 供政策保障。
技术研发支持
政府将加大对光伏建筑一体化技术研 发的支持力度，推动技术创新和产业 升级。
财政支持
政府将加大对光伏建筑一体化的财政 支持力度，提供税收优惠、补贴等措 施。
04
光伏建筑一体化案例分析
光伏建筑一体化案例分析
• 光伏建筑一体化（BIPV）是一种将太阳能光伏发电 系统集成到建筑中的技术，旨在实现绿色、可持续 的能源供应。通过将光伏组件与建筑结构相结合， BIPV技术不仅可以提供可再生能源，还可以降低建 筑能耗和碳排放。
06
未来展望与总结
未来发展方向与趋势
技术创新
绿色建筑
随着光伏技术的不断进步，光伏建筑一体 化将朝着更高效率、更低成本的方向发展 。
政策支持
政府应加大对光伏建筑一体化的政策支持力度，制定更加优惠的税收 政策、补贴政策等，促进产业发展。
技术研发
鼓励企业加大技术研发投入，提高光伏组件的转换效率和可靠性，降 低成本。
市场推广
加强光伏建筑一体化的市场推广力度，提高公众认知度和接受度，推 动市场需求增长。
国际合作
加强国际合作，引进国外先进技术和管理经验，共同推动光伏建筑一 体化的发展。
• 光伏建筑一体化（BIPV）是一种将太阳能光伏发电系统集成到 建筑上的技术，旨在实现建筑物的能源自给自足和减少碳排放 。通过将光伏发电与建筑设计相结合，BIPV技术不仅可以提高 建筑的能效，还可以为建筑物提供可再生能源。
05
光伏建筑一体化面临的挑战与 解决方案
光伏建筑一体化面临的挑战与解决方案
总结与致谢
• 本文对光伏建筑一体化进行了简要介绍和演示，探讨了其发 展现状和未来趋势。通过深入分析，提出了对行业的启示和 建议。希望通过本文的介绍，能对光伏建筑一体化的发展和 应用起到一定的推动作用。在此，感谢各位专家、学者和读 者的关注和支持。
光伏建筑一体化PPT精选文档
将现成的平板光伏组件安装在住房 或建筑物的屋顶或外墙，引出端经 过控制器及逆变器与公共电网相连 接，由光伏方阵及电网并联向用户 供电，这就形成了户用并网光伏系 统。
由于其全部或基本不用蓄电池，造 价大大降低，并且除了发电以外还 具有调峰、环保和代替某些建材的 多种功能，因而是光伏发电步入商 业应用并逐步发展成为基本电源之 一的重要方式。
并网发电系统就是光伏系统与公共电网相 连，光伏发电系统产生的电除自己使用外， 还可向公共电网输出。
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光伏发电系统简介
独立发电系统示意图
并网发电系统示意图
简单直流光伏 水泵系统
大型光伏并网电站
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光伏发电系统简介
独立发电系统示意图
并网发电系统示意图
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光伏发电系统简介
独立发电系统
并网发电系统
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屋顶光伏方阵
普通光伏电池
建筑效果
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墙面光伏方阵
普通光伏电池
建筑效果
类型 集成 集成 集成 集成 集成 集成 结合 结合
BAPV
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光伏与建筑物结合（BIPV）的主 要形式
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二、光伏与建筑物结合的特点与建筑相结合的光伏系 统，可以作为独立电源 供电或者并网的方式供 电，而并网发电是当今 光伏应用的新趋势。
作为独立电源系统外，已经开始进入联网
户用和商业建筑领域。
进入90年代后，随着常规发电成本的上升
和人们对环境保护的日益重视，一些国家
纷纷实施、推广太阳能屋顶计划，比较著
名的有德国十万屋顶计划、美国百万屋顶
计划以及日本的新阳光计划等。
你认为这个 观点对吗？
“光伏发电与建筑集成化”（BAPV/BIPV）
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