太阳能光电技术在节能建筑中应用设计方法

太阳能光电技术在节能建筑中应用设计方法

太阳能光电技术在节能建筑中应用设计方法

能源问题越来越成为世界关注的热点问题，严峻的能源紧张状况已经危及我国未来国民经济安全运行，引起党和国家的高度重视。2006年1月1日5中国可再生能源法颁布实施后,国家有关部门随后相继出台了二十多个促进可再生能源发展的办法和条例，建设节约型社会是党和国家今后长期发展的战略性指导原则,已经成为全社会的共识而深入人心。

自20世纪80年代以来,太阳能光伏技术得到了迅速发展，全球太阳能光伏技术产品的生产和应用以每年30%-45%的速度持续高速增长，尤其是进入21世纪以来,世界光伏产业的发展年均增长超过60%。我国光伏产业已经快速启动,，2007年以后,我国光伏产业的年增长率超过100%。太阳能光伏产品具有安全可靠、无噪声、无污染,能量随处可得，不受地域限制，无需消耗，无机械转动部件，故障率低，维护简便，可以无人职守，建站周期短，规模大小随意，无需架设输电线路，可以方便地与建筑物相结合等许多优点，这些都是常规发电和其他发电方式所不及的。我国社会、经济的快速发展和人们对能源

环境问题的关注，为太阳能光伏市场提供了很好的发展机遇和空间。在市场和生态环境需求的驱动下，随着“屋顶计划”和“金太阳计划”项目的启动实施，我国太阳能光伏产业已经迎来了一个大的发展机遇。发展太阳能光伏产业，有利于促进形成一个庞大的高科技产业链和产业群，拉动机械、电子、化工、材料等相关产业的共同发展[1]。

太阳能的光伏发电技术是利用光电转换的原理让太阳辐射光能通过半导体的媒介转化成电能，从而使能源的运用更加灵活。从长远看，太阳能的光伏发电技术为城市居住建筑提供了更加广阔的前景，但是在初期的投资高、转化的效率低；就目前来看，太阳能的光伏发电技术和建筑物相结合来研究得最多的是建筑的光伏一体系统简称 BIPV 系统。

BIPV将太阳能的发电机组完美地集结在建筑物的屋顶或者墙面上，其工作的原理和普通的光伏发电系统完全一致，唯一的区别在于太阳能的组件既可以被当作系统的发电机，又可以当作建筑物的外墙材料。B I P V系统的发电原理是利用光伏电池的半导体P N结特性，电池片可以吸

收阳光将其转成直流电能并输出，将电池封装后成为光伏组件，再将电池组件应用到建筑上，使光伏组件成为光伏建筑的一部分，让光伏组件再结合其它相配套的配电柜、逆变器、变压器等电器设备，便可以输出人们需求的的交流电[2]。

近年来，随着中国绿色建筑的小断发展，光伏建筑一体化系统建筑物小断的涌现，但更多只是在地标性工程或示范工程的应用比较广泛，如上海世博会主题馆、高铁上海虹桥站主站楼、深国际园林花卉博览会等等。

与其它能源技术相比，太阳能光伏发电是一种洁净、可再生的发电形式，光伏发电的应用将为子孙后代提供可持续发展的空问;此外，太阳能光伏发电系统的组件可在任何地方快速安装，且无污染，完全净(蓄电池除外)。当然，太阳能光伏发电系统也存在一定局限性，如受地理分布、季节变化及昼夜交替的天气、建筑成本及造价等因素影响；但光伏发电并未市场化原因，笔者认为其主要制约因素还是建筑成本较高而使开发商放弃使用。但随着国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电系统成本也在逐步卜降;同时中国政府也就并网、电量收购、补贴、

土地政策逐一细化，为分布式光伏项目、电站投资开发提供了多重保障，新能源产业也已上升为国家战略产业，未来五到六年中国光伏发电有望规模化发展。

一、光伏建筑一体化系统建筑设计要求 1、一般规定

光伏建筑一体化系统中光伏组件与建筑的集成结合方式，有光电屋顶、光电幕墙、光电采光顶和光电遮阳板等。系统设计需结合建筑、结构等相关专业要求，共同确定系统各组成部分在建筑中的安装位置。安装在建筑物上的光伏组件，满足建筑的使用功能及节能要求、结构安全及使用要求、以及电气安全等要求，并配置带电警告标识及电气安全防护设施，以免出现小必要的触电事故。

此外，光伏建筑一体化系统规划设计需进行太阳能辐射、建筑物、电网等方面的评估。在建筑物上安装该系统小能降低建筑物本身或者是周围相邻建筑物的日照标准;避免周围环境景观、绿化种植及建筑自身的构件投影遮挡投射到光伏组件上的阳光；避免光伏组件对建筑本身或者是周围建筑物群体的二次辐射造成光污染。