光伏发电与建筑一体化设计说明

出售。
亚洲最大的太阳能电站——深圳国际园林花 卉博览园的1兆瓦光伏并网发电系统
1.4多云天，光电能输出能量的规则
1．部分多云天，可达到晴天能量的80％； 2 ． 在 烟 雾 蒙 蒙 的 情 况 下 ， 可 有 晴 天 时 50
％．的能量； 3．天空云层极厚时，可有晴天时30％的能
量输出。
1.5光伏发电的特点
在平屋顶上， 附加支撑可以 获得理想的倾 角，但同时也 失去了光电板 与建筑的整体 性。
锯齿形的高侧窗要比平屋 顶好得多，因为南向坡被 建筑光电一体化设备占据 了，北向玻璃窗就可以用 于昼光照明。南向的光电 板也可选用半透明的，这 样高侧窗可在采集南面昼 光的同时采集太阳辐射， 产生电能。
6~7%
1.3太阳能光伏发电系统
独立式太阳能发电系统
在独立式系统 中 (Stand— alonle systems) ， 白天产出的多 余电能储存在 电池组中以备 夜间及昏暗多 云天气时使用
并网式太阳能发电系统
当有电网时，就不需电池 组储能了。晴朗的白天， 多余的光电能出售给公用 事业系统；夜间，电网则 释放电能。实际上，电网 相当于一个大蓄电池，它 可使光电系统所有者和许 多电力公司都受益，因为 时常是酷热晴朗的夏日最 需要电网，而夜间电力公 司就有足够的储存能量去
二 建筑光电一体化系统（BIPV）
光电系统为建筑供能有很多种方式：从远离建筑 的光电场到作为建筑结构的一部分。一些公用事 业公司通过大型中心光电场以增大他们的电能， 而另一些电力公司则通过建立靠近用户的小型光 电场达到这个目的。有的光电阵列集电板布置在 毗邻建筑的地方，有的被置于屋顶上，或者干脆 整个结合到建筑的围护结构中。在这种情况下， 建筑光电一体式系统就应运而生，简称BIPV。
三 光电一体化的做法
3.1用光电设备作屋面板
理想屋顶应为斜顶， 同时用光电板覆面。 斜坡式屋顶还较易防 水。浅坡式屋顶并不 适合安装光电板，因 为它们离理想的朝向 与倾角相差太远，而 且也太易积灰积雪。 较陡的角度可使光滑 的光电阵板上雨雪很 容易滑落。
光电板 作为屋 面的天 窗
光电板作为中庭屋面
BIPV is new for construction workers too.
2.1光电构件
光电组件有很多型号、样式和颜色。多晶 硅元件是美丽的蓝色，与晶状结构形成迷 人的图案。大多数薄膜光电组件是深褐色 的，其中一些很柔软，适合用于曲形表面 目前已有金色、紫色、绿色的组件问世。
光电构件
如果光电板与屋顶成为一体，则其下面需要通 风以降温。在冬天，可以收集这些余热以采 暖。光电屋盖板和瓦很适用于大多数传统屋 面。除了为每个单元供电之外，它们与传统
作法没什么不同。
与OM系统结合
3.2用光电设备作建筑立面
不但南立面可用光电设 备作立面，东立面、西 立面也可以，并且能产 生相当多的电能。如果 建筑有凸窗棂的话，必 须保证窗棂较薄，使光 电板不至于产生太多阴 影。如果建筑较低部位 被遮挡，例如在高密集 城区或场地内有大量树 木的常见情况下，那么 只能在较高部位安装光 电设备。
通常，选择最佳朝向为正南方， 但这样会损失从东南20。到 西南20 。范围的小部ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ辐 射。然而，日负荷能力会影 响到建筑的实际朝向。比如 小学上课时间为清晨到下午 这段时间，光电阵板朝向为 东南30 。较为合适，如果 早晨有雾的话，朝向西南则 较合适。
随着光电组件价格不断下降，对朝向和倾角的选择将会 变得不那么重要。把它设在屋顶及南立面上都是可以的。 同时东西立面也是可供利用的，这样可以获得高达最佳 南向输入能量的60％。
2.2光电阵板的朝向和倾角
要想最大限度地
获取太阳辐射， 必须使集电器 与太阳辐射方 向垂直。由于 太阳的运行轨 迹每天和每年 都在变化，所 以只有双轴跟 踪式集电器才 能在全年最大 限度地达到要 求。 然而只有在干燥气候中双轴跟踪集电器才是比较好的，因为它有
着大部分的直射光，甚至这里也有10％一20％的太阳辐射为漫射。 在大多数晴朗潮湿气候条件下，大约只有50％的太阳辐是直接射 入；而在多云的天气中，80 ％或更多的辐射是漫射。
1．可持续性(可再生性)， 2．无污染 3．对人与地球无害； 4．高级能源，用途广泛； 5．安静无噪声； 6．直接向需求地供能(无需能量传输)； 7．在需求高峰——炎热晴朗的夏季，是最佳使用的能源； 8．对创造建筑围护材料有额外的好处(即取代传统建材)； 9．高度可靠性； 10．没有运动部件； 11．不需维护； 12．模数化(尺寸可因需要而定)； 13．运行成本低；
1.2太阳能电池的种类与特点
单晶硅
单晶硅效率最 高，商业化生 产单晶硅效率 达16~18%， 实验室效率达 30%，但生产 工艺复杂，成 本居高不下
多晶硅
多晶硅电池效率 较高，商业化 生产单晶硅效 率达14~16%， 实验室效率达 20.3%，生产 成本较低，适 合大规模生产
薄膜电池
非晶硅电池是第一 个商业化生产的薄 膜太阳电池。成本 较低，目前非晶硅 太阳能电池及组件 达到的最好的稳定 转化效率约为 10~12%;商业化 生产稳定效约为
光伏发电与建筑一体化设计
一 太阳能光伏发电概述 二 建筑光电一体化系统（BIPV） 三 光电一体化的做法 四 总结
一 太阳能光伏发电概述
1.1太阳能电池的工作原理
光伏技术可直 接将太阳的光 能转换为电能， 用此技术制作 的光电池使用 方便，特别是 近年来微小型 半导体逆变器 迅速发展，促 使其应用更加 快捷。
3.3玻璃窗与光电设备
有两种典型的 光电玻璃窗系 统。
一种是半透明 的，更像浅色 玻璃窗
另一种是由透 明玻璃窗上安 装不透明光电 元件，这些元 件排列的间距 决定了玻璃窗 的透光率，就 像我们在玻璃 窗上涂上井字 纹一样
以上任何一种光电玻璃窗体系都能选择一 定的透明度。当然，透过的光越多，产生 的电能就越少。因为大量玻璃窗是现代建 筑的特征之一，所以即使非常透明的光电 设备仍能产生大量能量。