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1、光伏建筑一體化研究及應(yīng)用現(xiàn)狀【摘要】目前全球人口急劇增長，而居民的生活質(zhì)量也在不斷提高，對能源的需求越來越大，現(xiàn)在全世界面臨的問題就是能源短缺問題，我們也在積極開發(fā)新型能源以緩解能源短缺問題。太陽能是一種在任何地方都能使用的能源，并且太陽能電池板的安裝和使用也越來越簡單，建筑可以和太陽能光伏發(fā)電很好的結(jié)合在一起，為節(jié)省城市能源做出了巨大貢獻(xiàn)，一般將太陽能電池構(gòu)件安裝在建筑物頂部，將其與供電網(wǎng)相連，就構(gòu)成了用戶并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。本文將就光伏建筑一體化研究及其現(xiàn)狀展開探討。 /1/view-12177305.htm【關(guān)鍵詞】太陽能；建筑；光伏建筑一體化化研究與應(yīng)用引言：我國有三大耗能大戶，即工業(yè)、2、建筑和交通，而我國99%以上的建筑都是高耗能建筑，數(shù)據(jù)顯示，發(fā)達(dá)國家單位采暖耗能僅為我國的三分之一，因此我們必須采取措施做好建筑節(jié)能工作，才能保證節(jié)能減排工作的順利進(jìn)展。光伏一體化建筑的概念在上世紀(jì)九十年代初被提出，是太能能發(fā)電的一種新概念，也就是將建筑和光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合起來，利用太陽能為建筑提供所需電能，還能夠?yàn)殡娋W(wǎng)供電，這是一種建筑節(jié)能的重要方式。1、光伏建筑一體化的概念和應(yīng)用在1986年，世界能源組織提出了BIPV也就是太能能光伏建筑一體化概念，光伏建筑一體化有兩種形式：第一種是BAPV，也就是在現(xiàn)有建筑物上以附著方式安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，建筑功能和發(fā)電系統(tǒng)功能沒有沖突；第二種是BIPV，也3、就是在建筑物設(shè)計(jì)、施工和安裝的過程中同時(shí)進(jìn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝，這種光伏發(fā)電系統(tǒng)同時(shí)具備建筑材料、建筑構(gòu)件和發(fā)電的功能。光伏建筑一體化的應(yīng)用形式主要由以下幾種：1.1光伏幕墻現(xiàn)今的建筑越來越美觀，而現(xiàn)在建筑物設(shè)計(jì)也非常重視外觀因素，因此近年來幕墻建筑數(shù)量越來越多，同時(shí)也出現(xiàn)了幕墻的節(jié)能問題。現(xiàn)在主要節(jié)能方式是使用節(jié)能玻璃，例如中空玻璃或者Low-E玻璃等，但是這種方法“治標(biāo)不治本”，建筑能耗問題無法從根本上得到解決，而隨著光伏建筑一體化的出現(xiàn)，人們開始將其應(yīng)用于幕墻建設(shè)。光伏幕墻既美觀、安全，還要具備發(fā)電功能，這也是越來越多建筑廠商重視光伏幕墻的原因，但是光伏幕墻也有缺點(diǎn)：首先，光伏幕墻4、主要是將太陽能電池片夾在兩片厚玻璃之間，太陽照射會造成電池溫度上升，而光伏組件的最佳安裝角度并不是垂直的，對發(fā)電效率造成了影響；第二，光伏幕墻性價(jià)比較低，成本較高，對建筑施工技術(shù)要求也較高，同時(shí)其要和建筑設(shè)計(jì)、施工、使用同步進(jìn)行，建筑施工進(jìn)度會對其產(chǎn)生影響。1.2光伏屋頂如果屋頂是平屋頂，光伏屋頂?shù)牟贾梅绞接袃煞N：第一種是嵌入式，光伏構(gòu)件不僅是一種建筑構(gòu)件，還可以用來發(fā)電，因此可以節(jié)約一定的屋面建筑材料，但是嵌入式光伏屋頂?shù)淖詽嵞芰懿睿瑫Πl(fā)電效率造成一定影響，要提高發(fā)電效率就必須對屋頂進(jìn)行定期清潔；第二種是支架式，也就是將太陽能構(gòu)件放置在屋頂上，光伏構(gòu)件傾斜一定角度用以接受太陽輻射，還要調(diào)5、整其方位角、傾斜角和間距，以保證發(fā)電效率，這種方式成本低廉，并且布置比較方便，但是光伏構(gòu)件無法和屋頂很好的融合，因此建筑物美觀會受到影響。如果屋頂是斜屋頂，那么光伏屋頂?shù)牟贾梅绞接腥缦聝煞N：嵌入式和鋪設(shè)式，嵌入式和平屋頂相似，成本較高，但是功能較多，可以防水保溫，性能可靠；鋪設(shè)式的屋頂起到防水保溫的作用，光伏構(gòu)件只用來發(fā)電，實(shí)際上是一種雙層屋面，因此在一定程度上造成了材料浪費(fèi)。1.3光伏遮陽板很多地區(qū)都普遍使用遮陽板，防止陽光輻射造成室內(nèi)溫度升高，節(jié)省空調(diào)所用能源。如果將光伏技術(shù)和遮陽板相結(jié)合，還能夠?qū)崿F(xiàn)諸如遮陽、發(fā)電等多種功能。光伏遮陽板有三種形式，即：光伏擋板建筑遮陽、光伏垂直建筑遮陽和光6、伏水平建筑遮陽，第一種方式光伏構(gòu)件要設(shè)置在幕墻或者窗口位置；第二種一般在建筑主體結(jié)構(gòu)柱處設(shè)置遮陽板，在遮陽板兩邊設(shè)置光伏構(gòu)件，發(fā)電效率較高；第三種一般在窗間墻處設(shè)置遮陽板，在遮陽板上方設(shè)置光伏構(gòu)件，發(fā)電效率也較高。目前出現(xiàn)了一種新的光伏建筑遮陽形式：電子樹，使用鋼結(jié)構(gòu)作為支撐結(jié)構(gòu)，將太陽能電池板作為頂棚，整體外觀和大樹相似，既美觀又能夠利用太陽能發(fā)電，例如倫敦的White City購物中心就采用了電子樹形式。2、光伏建筑一體化在我國的應(yīng)用我國在太陽能利用領(lǐng)域起步較晚，相對于發(fā)電國家仍然比較落后，由于面臨能源短缺危機(jī)，我國也鼓勵發(fā)展風(fēng)能、太陽能等清潔可再生能源，2006年我國頒布了可再生能源法，7、2009年為了促進(jìn)可再生能源法的貫徹實(shí)施，又頒布了一系列法規(guī)方針，并且國家還劃撥資金以補(bǔ)貼可再生能源項(xiàng)目，正是由于這種重視才促進(jìn)了光伏建筑一體化的順利發(fā)展。上海在2002年建成了建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，北京在2003年建成了太陽能示范建筑，不僅保證了建筑物的美觀、使用和安全，還能夠節(jié)省能源，促進(jìn)了太陽能技術(shù)的不斷發(fā)展。目前杭州正在建設(shè)屋頂并網(wǎng)光伏電站，將會成為杭州集公交、高鐵、地鐵于一體的交通樞紐，還是建筑一體化光伏電站，預(yù)計(jì)每年可發(fā)電超過920萬千瓦時(shí)，每年能夠減少二氧化硫排放66噸，減少二氧化碳排放8095噸，減少粉塵排放32噸。我國現(xiàn)有的光伏建筑一體化項(xiàng)目將鼓勵更多城市采用光伏建筑一體化能源8、模式，并且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國必將在政策、資金方面加強(qiáng)支持，促進(jìn)更多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。3.光伏建筑一體化的缺陷首先，光伏建筑成本較高，這也是造成光伏建筑一體化發(fā)展困難的主要因素，國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在政策上予以激勵并且給予資金支持，但是我國缺少可行的激勵政策和完善額法律法規(guī)；其次，我國缺少自主創(chuàng)新力量和研發(fā)力量，雖然我國越來越重視光伏建筑，并且投入了更多資金，但是關(guān)鍵設(shè)備和核心技術(shù)仍然依靠進(jìn)口，非常不利于我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。結(jié)束語綜上，光伏建筑一體化充分的體現(xiàn)了綠色和清潔的理念，又能夠保障城市供電，因此兼具適用性和美觀性，應(yīng)用價(jià)值很大，我國的光伏建筑一體化技術(shù)仍然有廣闊的發(fā)展前景。參考文獻(xiàn)1郭順智，田智華，李笑.光伏建筑一體化設(shè)計(jì)與運(yùn)行分析J.建筑節(jié)能.2014，（07）：40.2葉雪華.杭州地區(qū)太陽能光伏建筑一體化應(yīng)用分析J.建筑節(jié)能.2014，（04）：30.3彭金銀.淺析高校光伏建筑一體化及其應(yīng)用J.價(jià)值工程.2014，（15）：258.張適闊 ，女，漢，1983-09，內(nèi)蒙赤峰市人，講師，碩士研究生，碩士學(xué)位。研究方向：材料加工工程（光伏材料）。