太阳能光伏发电与建筑一体化

毕业论文

题目太阳能光伏发电与建筑一体化学院光伏学院

专业光伏材料应用与加工技术

姓名代承林

摘要：随着世界能源危机的日益显现，节能建筑是世界建筑发展的趋向，洁净能源，尤其是太阳能的合理、高效利用是未来建筑设计的重要内容。其中，代表太阳能应用最尖端、最有潜力的光伏发电将是节能建筑的主角。联合国能源机构的调查报告显示，太阳能光伏建筑一体化业将是21世纪最重要的新兴产业之一。本论文尝试从技术性和美学性两方面入手，提出在建筑方案阶段就将光伏板纳入构思中，根据光伏板对光照的要求，利用光伏板特殊的颜色、肌理、构造与建筑进行整合，使之成为建筑物的一个有机组成部分。在总结了大量国外成熟的光伏建筑一体化设计实例的基础上，从当前世界金融危机促进太阳能光伏建筑一体化发展的观点入手，论述了太阳能光伏建筑一体化的定义、原理、类型、方式点和要求，介绍了薄膜光电池在太阳能光伏建筑一体化的发展及优势，列举了一些国内外案例，光伏建筑一体化太阳能将成为功效最佳、价格最低廉的替代新能源，太阳能光伏建筑一体化发展任重道远。

关键词：太阳能；光伏建筑；光伏屋顶；光伏幕墙；光伏LED；一体化

目录

（一）光伏发电与建筑一体化的发展道路与影响 (2)

（二）太阳能光伏建筑一体化(BIPV) (2)

2．1太阳能光伏建筑一体化的定义与原则 (2)

2．2太阳能光伏建筑一体化原则 (2)

2．3为什么要光伏与建筑一体化 (3)

2．4光伏建筑一体化的类型 (3)

2．5光伏建筑一体化的方式 (4)

2．6 光伏建筑一体化的10种形式 (6)

2．7 光伏建筑一体化的系统工作原理 (6)

（三）光伏建筑系统的设计，施工及维护 (7)

3.1光伏建筑系统的设计计算 (7)

3.2太阳能光伏建筑系统的安装 (8)

（四）非晶硅薄膜电池在光伏建筑一体化中的优势 (9)

4．1 薄膜太阳能电池的优越性 (9)

4．2 新型薄膜太阳能电池发展尤为迅速 (9)

4．3 非晶硅薄膜电池 (10)

(五) 国内相关工程介绍 (10)

5.1 德国柏林火车站 (10)

5.2 威海市民文化中心 (10)

5.3 青岛客运中心 (10)

5.4 北京奥体中心体育场 (11)

5.5 北京辉煌净雅大酒店LED多媒体动态幕墙 (12)

（六）光伏建筑一体化太阳能将成为功效最佳，价格最低廉的替代新能源 (12)

（七）太阳能光伏发电与建筑一体化的发展任重道远 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

引言：

随着世界能源危机的日益显现，节能建筑是世界建筑发展的趋向，洁净能源，尤其是太阳能的合理、高效利用是未来建筑设计的重要内容。其中，代表太阳能应用最尖端、最有潜力的光伏发电将是节能建筑的主角。联合国能源机构的调查报告显示，太阳能光伏建筑一体化业将是21世纪最重要的新兴产业之一。2008年世界金融危机使全球资产面I临重新溢价，金融版图随之悄然改写，与之相伴的还有国际油价的跌宕起伏。伴随金融危机恐慌心理的蔓延，影响金融危机的因素扩大。能源安全，作为世界各国政府密切关注及深入研究的课题亦被提上议事日程，世界各国从保护国家安全角度，制定和调整本国的能源战略。为了对付世界性的能源、环境、金融等危机的影响，各国政府高度重视可再生清洁新能源，并把太阳能发电作为首选发展方向。美国奥巴马新政府将新能源列为振兴经济、化解危机的重要对策；美国迫切需要寻找替代传统能源的战略发展方向，德国、西班牙、意大利、法国等多个欧盟国家及日本相继出台新政策，强化部署发展太阳能产业；中东产油国纷纷把传统能源产业利润转投太阳能光伏产业；印度、印尼等发展中国家开始出台实质性的扶持光伏产业发展新政策。

特别引人注目的是2009年3月19～20日，胡锦涛总书记等中央领导同志参加“2009中国国际节能减排和新能源科技博览会”时反复强调：“要大力推进节能减排，积极开发新能源”；温家宝总理在广东调研时也明确强调：“太阳能电池是可再生能源、清洁能源发展的重要载体，也是我国电力工业、能源工业的重要向”。之后，国家财政部、住房和城乡建设部又于3月23日发出《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》，推出了大幅度补贴示范性光伏发电项目的政策。国务院副总理李克强2009年5月21日出席“财政支持新能源和节能环保等新兴产业发展工作座谈会”讲话指出：“历史经验表明，每一次危机都孕育着新的技术突破，催生新的产业变革。综合考虑国内外情况，新能源和节能环保产业是促进消费、增加投资、稳定出口一个重要的结合点，也是调整结构、提高国际竞争力一个现实的切入点。这方面发展的潜力很大，应当重点给予扶持，力求取得突破，努力实现产业化、规模化”。

2009年6月1日能源局副局长刘琦表示：“新能源发展规划讨论稿已完成将适时出台，新能源规划有3个方面的意义：第一是应对当前的金融危机，扩大内需、拉动投资、增加就业；第二个是应对气候变化，调整能源结构，持续能源的可持续发展；第三个是抢占未来经济发展的制高点，提升中国能源的国际竞争力”。这项“金太阳”工程的重点内容将是以国家财政补贴的形式，支持国内光伏市场的启动。把新能源的发展提高到前所未有的“战略高度”。这一系列行动，不仅在中国，而且在全世界范围内产生了极其明显的连动效应，并由此引发了全国各级地方政府和企业界空前高涨的“光伏积极性”。在创建节约型社会的主题带动下，一场“太阳能建筑一体化??风暴正在全国各地掀起。

2004年～2007年底，全球太阳能电池产量增加了43．7％，而中国更是猛增了77倍，2007年底我国电池产量达l 088MW，超过日本，成为全球第一大太阳能电池生产国。有一批具有国际竞争力和国际知名度的光伏生产企业，已形成具有规模化、国际化、专业化的产业链条。与世界其他各国的光伏产业相比，中国的光伏行业有一个很大的特点，他几乎是完全依托于国外的市场而起来的。尽管国内太阳能电池产量得到了迅猛发展，但中国光伏发电市场发展却依然缓慢，绝大多数太阳能面板用于出口，国内消费量占比非常小，产业和市场之间发展极不平衡。中国光伏产业是近几年高速发展的新兴产业之一。但由于它的原

料、市场甚至设备都严重依靠国际市场，使其成为此次金融危机的重灾区，对于98％的市场都在国外的中国光伏企业来说，国外市场的任何波动，都会在国内掀起巨大的波澜。阴沉的经济环境也阻断了光伏企业到国外融资的渠道，一旦资金与市场的大门同时被关上，国内一些光伏企业可能会……休克”，甚至……死亡”。国内太阳能电池光伏产业将会有一个比较大的“洗牌”过程。

太阳能电池光伏企业已面临投资过热，但太阳能光伏发电在国内却只有少数的几家企业在做，尤其是做大规模、大型建筑光伏一体化的太阳能应用国内也只是刚刚起步，海外市场更需要推广的也是太阳能光伏建筑一体化(BITV)，因此，建筑光伏一体化也就拥有了逆势而上的海内外市场前景。

（一）光伏发电与建筑一体化的发展道路与影响

1.1 光伏建筑一体化对于房地产发展的近期影响：

（1）通过推广初级的光伏建筑一体化设计，能够有力地促进光伏建筑的推广。

（2）光伏建筑的迅速增加，由于刚才那种一体化的推广结果光伏建筑会迅速增加，由此带来光伏发电量的增加可望在近期内引入量化的发电指标，特别是零能耗的建筑指标，建立科学化的建筑物、评价体系，使群众具体感受到光伏建筑的实惠所在，带动起群众性的光伏建筑的热潮。

（3）这种群中心的光伏建筑的热潮，将推动一梯化光伏建筑的市场迅速发展扩大，以期在较段的时间内达到临界的容量，为建立自动化的光伏建筑一体化模块制造生产线打下市场基础。

1.2 光伏建筑房地产的发展道路：

（1）初级的一体化的设计能够取得明显的经济效益，应尽快予以产业化，以促进一体化光伏建筑的推广和发展；

（2）充分利用好国家的各种优惠政策，加快光伏建筑房地产的发展，为尽早建立自动化的建筑模块生产线创造市场基础条件。

（3）一旦一体化光伏建筑的自动化制造生产线开始发挥作用，建筑成本的大幅度下降，就会推动光伏建筑房地产产业迅速进入高速增长的时期，不仅自己发展成为大产业，还将推动我国高新技术产业和国民经济全面迅速地发展。(二)太阳能光伏建筑一体化(BIPV)

2．1太阳能光伏建筑一体化的定义与原则

太阳能光伏建筑一体化(BmV)技术即将太阳能发电(光伏)产品集成或结合到建筑上的技术。BIPV即Building Photovoltaic，其不但具有外围护结Integrated构的功能，同时又能产生电能供建筑使用。太阳能光伏与建筑一体化(简称BIPV)是“建筑物产生能源”新概念的建筑，是利用太阳能可冉生能源的建筑，太阳能光伏建筑一体化≠太阳能光伏+建筑。所谓太阳能光伏建筑一体化不是简单的“相加”，而是根据节能、环保、安全、美观和经济实用的总体要求，将太阳能光伏发电作为建筑的一种体系进入建筑领域，

纳入建设工程摹本建设程序，同步设计、同步施工、同步验收，与建设工程同时投入使用。同步后期管理，使其成为建筑有机组成部分的一种理念、一种设计、一种工程的总称。

2．2 太阳能光伏建筑一体化原则

（1）生态驱动设计理念向常规建筑设计的渗透

建筑本身应该具有美学形式，而PV系统与建筑的整合使建筑外观更加具有魅力。建筑中的PV板使用不仪很好地利用了太阳能，极大地节省了建筑对能源的使用，而且还丰富了建筑立面设计和立面荚学。BIPV设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则，任何对建筑本身产生损害和不良影响的BIPV设计都是不合格的设计；

（2）传统建筑构造与现代光伏工程技术和理念的融合

引入建筑整合设计方法，发展太阳能与建筑集成技术。建筑整合设计是指将太阳能应用技术纳入建筑设计全过程，以达到建筑设计美观、实用、经济的要求。BIPV首先是一个建筑，他足建筑师的艺术品，其成功与否关键一点就是建筑物的外观效果。建筑应该从设计一开始，就要将太阳能系统包含的所有内容作为建筑不可或缺的设计元素，巧妙地将太阳能系统的各个部件融入建筑之中的一体化设计，使太阳能系统成为建筑整体不可分割的一部分，从而达到与建筑物的完美结合。

（3）关注不同的建筑特征和人们的生活习惯

合适的比例和尺度：PV板的比例和尺度必须与建筑整体的比例和尺度相吻合，与建筑的功能相吻合，这将决定PV板的分格尺寸和形式。PV板的颜色和肌理必须与建筑的其他部分相和谐，与建筑的整体风格相统一，例如，在一个历史建筑上，PV板集成瓦可能比大尺度的PV板更适合，在一个高技术的建筑中，工业化的PV板更能体现建筑的性格。保温隔热的围护结构技术与自然通风采光遮阳技术的有机结合：精美的细部设计：不只是指PV屋顶的防水构造，而要更多关注的是具体的细部设计，PV板要从一个单纯的建筑技术产品很好的融合到建筑设计和建筑艺术之中；

（4）建筑的初始投资与生命周期内光伏工程投资的平衡

综合考虑建筑运营成本及其外部成本。建筑运营体现在建筑物的策划、建设、使用及其改造、拆除等全寿命周期的各种活动中，建筑节能技术、太阳能技术以及生态建筑技术对与建筑运营具有重要影响。不仅要关注建筑初期的一次投资，更应关注建筑的后期运营和费用支出，不但要满足民众的居住需求，也要关注住房使用的耗能支出。另外，还应考虑二氧化碳排放等外部环境成本的增加等。光伏系统和建筑是2个独立的系统，将这2个系统相结合，所涉及的方面很多，要发展光伏与建筑集成化系统，并不是光伏制作者能独立胜任的，必须与建筑材料、建筑设计、建筑施工等相关方面紧密配合，共同努力，才能成功。

为了适应BIPV产业飞速发展的形势，保证中国BIPV光伏产业的健康发展，满足国家建设和终端消费的需要，建议由国家发改委、国家认证中心

建立中国太阳能光伏建筑一体化认证体系和认证制度。

2.3为什么要光伏与建筑一体化

由于太阳能能量密度较低并且高度分散，为了提供所需的能源，必须有足够的接受面积。光伏与建筑一体化有效利用建集物的外表大面积，是解决接受面积的主要途径。光伏建筑一体化的系统，如幕墙光伏发电系统，成本随着建筑物的设计阶段和光伏电池与建筑装饰材料生产过程的结合程度有很大的依赖。研究表明，如果设计院、建材生产商和光伏制造商能够充分协作起来，建材光伏一体化的发电单元的制造成本与单独生产光伏组件的成本类似，甚至比建材加光伏组件的成本还低，而逆变和布线系统则可以整体并入到建筑物的电力系统中去，因此，BIPV的成本可能比单独的光伏发电还要低得多。

2.4光伏建筑一体化的类型

光伏建筑一体化一般分为独立安装型和建材安装型2种类型。

（1）独立安装型

是指普通太阳电池板施工时通过特殊的装配件把太阳电池板同周围建筑结构体相连。其优点是普通太阳电池板可以在普通流水线上大批量生产，成本低，价格便宜，既能安装在建筑结构体上，又能单独安装，其缺点是无法直接代替建筑材料使用，PV板与建材重叠使用造成浪费，施工成本高。这种独立安装型一体化方式在设计时也并非是与建筑的简单……叠加”，而是将其作为建筑的一种独立的设计元素加以整合，创造出独特的建筑造型效果。

（2）建材安装型

则是在生产时把太阳电池芯片直接封装在特殊建材内，或做成独立建材的形式，如屋面瓦单元、幕墙单元、外墙单元等，外表面设计有防雨结构，施工时按模块方式拼装，集发电功能与建材功能于一体，施工成本低。相比较而言，建材安装型的技术要求相对更高，因为他不仅只用来发电，而且承担建材所需要的防水、保温及强度等要求。但是由于必须要适应不同的建筑尺寸，很难在同一条流水线上大规模生产，有时甚至需要投入大量的人力进行手工操作生产，对于劳动力价格较低的我国而言，这种太阳电池组件更有利于国际竞争。

2.5光伏建筑一体化的方式

建材安装型又分为4种方式：①屋顶一体化；②墙面一体化；③建筑构件一体化；④建筑立面LED一体化。

（1）屋项一体化方式

是指将PV板做成屋面板或瓦的形式覆盖平屋顶或坡屋顶整个屋面，也可以覆盖部分屋面，后者与建筑的整体具有更高的灵活性。这对于在旧房改造中使用PV板提供了可能。PV板与屋顶整合一体化，一是可以最大限度地接受太阳光的照射；二是可以兼做屋顶的遮阳板或者做成通风隔热屋面，减少屋顶夏天的热负荷。PV板与屋顶的构造做法有2种方式：一种是兼为屋顶防水构造层次的部分，这时必须要求PV系统具有良好的防水性能；另外一种是单独作为构造层次位于防水层之上，后者对于屋顶防水具有保护功能，可以延长防水层的使用寿命。（见图1、2）

图1 光伏屋顶一体化

图2 光伏建筑屋顶一体化

（2）墙面一体化方式

就是指Pv板与墙面材料一起进行集成，现代建筑支撑系统和维护系统的分离使PV板能像木材、金属、石材、混凝土等预制板一样成为建筑外围护系统的贴面材料。PV板墙面一体化主要有PV板外墙装饰板和PV板玻璃幕墙2种方式。PV板玻璃幕墙是指透光型PV板和玻璃集成制成的光电幕墙。该组件是由太阳电池芯片和双层玻璃板构成，芯片夹在玻璃板之间，芯片之问和芯片与玻璃板边端之间留有一定的间隙，以便透光，芯片面积占总面积的70％，即透光率为30％，可以有效地解决幕墙的遮阳，在夏天就像把巨大的“遮阳伞”有效地降低了建筑的热负荷，同时为室内提供特殊的光照气氛，更因其特殊的颜色和肌理拓展了建筑的表现空间。现在PV板价格和某些天然石材已经没有差别，我们相信今后随着PV板的发展，成本只会越来越低，这就为PV板在建筑工程中的广泛应用创造了良好条件。光电屋顶与光电幕墙的出现，为建筑师展示建筑艺术作品多上了一种新的选择。（见图3、4）

图3 图4 （3）建筑构件一体化方式

就是指PV板与建筑的雨篷、遮阳板、阳台、天窗等构件有机整合，在提供电力的同时可以为建筑增加美观的细部。PV板和遮阳板的结合不仅可以为建筑在夏天提供遮阳，还可以使入射光线变得柔和，避免眩光，改善室内的光环境，而且可以使窗户保持清洁（见图5）。但同时应该注意到高效率的PV系统并非一定是高效率的一体化系统，一体化建筑除具有美观性之外，还要求通过一体化进行科学的计算和设计，满足建筑构件所要求的强度、防雨、热工、防雷、防火

等技术要求。

图5

(4) 光伏LED一体化一光电LED多媒体动态幕墙和天幕

光伏LED一体化夹层由太阳能电池和LED半导体的透明基板，可放置在幕墙、屋面边框内构成的光电单元，可以模块化。常规交流供电系统作为LED供电电源，必须将电源转换成低压商流电才能使用，考虑到功率因素的影响和LED 供电的特殊性，需要合理设计复杂控制转换电路，不仅增加了照明系统成本，又降低了能源的利用效率。太阳能光伏发电技术能与LED结合的关键在于两者必须fJ为直流电、电压低且能互相匹配。因此，两者的结合不需要将太阳能电池产生的直流电转化为交流电，太阳电池组直接将光能转化为直流电能，通过串、并联的方式任意组合，可得到LED实际需要的直流电，再匹配对应的蓄能电池便能实现LED照明的供电和控制。无需通过传统复杂的逆变装置进行供电转换，因而，这种系统将获得很高的能源利用效率、较高的安全性、可靠性和经济性。太阳能电池与半导体照明LED一体化是太阳能电池和LED技术产品的最佳匹配，是集发电、照明、多媒体、建筑节能、动态幕墙和动态天幕。

2.6 光伏建筑一体化的10种形式

目前光伏建筑一体化主要有：光伏组件与屋顶的结合或集成、光伏组件与幕墙、光伏组件与玻璃窗、光伏组件与遮阳板的集成。光伏组件与LED组合或集成的幕墙、天幕等10种形式。

2.7 光伏建筑一体化的系统工作原理

光伏建筑一体化主要是光伏发电系统通过光伏组件用于建筑屋顶(光电屋顶)、墙面(光电幕墙)、遮阳(光电遮阳板)来获取电能的一种方式，其工作原理如图6所示。光伏系统工作时，安装在建筑物上光伏组件产生直流电源，通过接线盒与逆变器连接，将直流转换成交流，给建筑物负载供电或给建筑物以外其他负荷供电。光伏建筑一体化的发电主要有2种方式：①独立的供电系统，即所发电能直接用于建筑物内部分负载；②过剩时采取蓄电池储存。

图6光伏建筑一体化原理示图

图7 光伏建筑一体化系统图

光伏建筑一体化系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。带有蓄电池的可以独立运行的PV系统是独立光伏系统。并网光伏发电系统是与电网相连，并向电网馈送电力的光伏发电系统。从长远的角度来看，并网光伏发电系统更有优越性。因此，建筑物光伏市场正在或即将从独立发电系统转向并网发电系统。

（三）光伏建筑系统的设计，施工及维护

3.1光伏建筑系统的设计的计算

（1）当地气象参数的收集

在设计计算前，需要收集当地的气象数据资料，包括当地的太阳能辐射以及温度变化等。一般来说，气象资料无法做出长期观测，只能根据以往10——20年的平均值作为设计依据。但是，很少有独立光伏发电系统建设在太阳辐射资料齐全的城市，而偏远地区的太阳辐射数据可能与邻近城市的数据资料并不类似。因此在设计过程中要考虑这一类的偏差因素。另外，从当地气象部门得到的气象数据资料，一般只有水平面得太阳辐射量，需要根据理论计算换算出光伏板表面的实际辐射量。

（2）负载情况的分析

负载计算是独立太阳能光伏发电系统设计的重要内容之一。通常的办法是列出负载的名称，功率要求额定工作电压和每天的用电小时数。然后将负载和工作电压进行分组，计算每组的总功率要求。再选一天系统的工作电压，计算整个系统在这一天工作电压下所要求的平均安时数。在交流负载为主的系统中直流系统电压应当与选的逆变器输入电压相适应。一般独立太阳能光伏发电系统，交流负载工作电压为220V，直流负载电压为12V或其倍数。

（3）光伏板最佳倾斜角的确定

光伏版的安装形式有固定安装和自动跟踪两种。对于固定式光伏系统一旦完成，光伏板的方位角和倾斜角就无法改变，而安装了跟踪装置的太阳能光伏供电系统可以自动跟踪太阳的方位，使光伏板一直朝向太阳光，接收最大的太阳辐射值。

3.2太阳能光伏建筑的安装

施工管理人员可以根据下列顺序来指定和安装系统组件：

1）根据设计需要选择适合的太阳能光伏板，然后为光伏阵列选择适当的安装方法与安装场所，包括安装地点占用面积的选择，建筑体的支撑强度。地面安装光伏电池板时应考虑防止雷击的措施；

2）选择蓄电池的类型，及蓄电池组的安装场所；

3）选择必要的功率调节元器件，逆变装置，接线盒及控制柜的安装位置；

4）指定相关的安全装置与开关设备；

5）进行电力线路系统配置，指定电缆线尺寸和类型；

6）准备完整的零件与工具一览表，以便订货和核实。

（1）光伏电池板的安装

光伏发电系统中的光伏阵列式以不同类型，尺寸与形状出现。施工安装人员必须根据现场的实际情况来选择即将被使用的实际光伏板类型，并计算阵列中模组的数量。此外电池板的倾斜角，遮挡阴影与通风将影响阵列的电气特性，改变系统的绩效。安装过程中，太阳能电池板的表面应该有覆盖物，从而减小电池板电气性能的损伤。同时，电池板的安装与布线应力求简单，个别电池板的替换应该不需要撤销整个光伏阵列。

光伏电池板的安装要考虑的问题及先后顺序:

1）光伏阵列的安装位置；

2）光伏阵列的安装类型；

3) 支撑结构和地基；

4）光伏阵列的安装间距；

5）遮挡对光伏系统的影响。

（2）蓄电池的安装与维护

放置蓄电池的位置应选择在离太阳能电池方阵较近的地方；蓄电池应放在通风良好，不受阳光直射的地方；不能直接放在潮湿的地面上，要放置在专门场所避免与金属物接触；各接线夹头和蓄电池电极必须保持紧密接触；由熟练技术人员担任指导做好初充电工程。

（3）逆变器的安装

在安装时应认真检查：线经是否符合要求，各部件及端子在运输中是否有松动，应绝缘的地方是否绝缘良好，系统的接地是否符合规定。

（4）电子线路的安装

首先把电池串的母线接到太阳板的母线上，以便最大限度的减小插件的芯数以及最大限度的提高电输出的分辨率，然后把不断增加的线路连接起来，朝着负载的方向线路的规模逐渐增大。在布线时应该谨慎小心，不得在锐边上布线，应配备热伸缩环，提供足够数量和质量的导线的固定点。处于内部的导线将要在较高的温度下工作，因此，采用的线号应当降低使用。

（四）非晶硅薄膜电池在光伏建筑一体化中的优势

4.1 薄膜太阳能电池的优越性

产品主要分为晶体硅电池、薄膜电池2种：前者单晶硅电池、多晶硅电池2种，占据全球该行业多数的市场份额；后者主要包括非晶硅电池、铜铟镓硒电池(CIGS)矛I碲化镉电池(CdTe)等，效率比晶体硅电池低，目前市场份额较小。类型材料转换效率

单晶硅13％～20％

晶圆型多品硅lO％～15％

III—V族(GaAsl 25％～30％

非品硅(a—Si)

5％～8％

微晶硅

8％～11％

(i．∽-Si、a-Si／luc-Si)

薄膜型

8％～13％

I-II—VI族(ClS、CIGSl

8％～11％

II—Vl族(Cds／CdTel

薄膜电池在光伏建筑一体化、大规模低成本发建设等方面的应用，将比传统的晶体硅电池的应为广阔以上几类光电池，按照各自不同的特点，有各自适合的使用范围，单晶硅电池和多晶硅电池可以建造独立的光伏电站。晶体硅太阳能电池仍占有分的市场，但其成本下降的空间有限，而薄膜太电池不仅成本下降的空间较大，转换效率也在迅升，在电力供应市场和光伏建筑一体化方面，薄阳能电池都占有举足轻重的地位。

薄膜(Thin film)光伏电池其薄膜厚度一般在2～3斗m。其中包括硅薄膜型包括多晶硅、非晶硅和微晶硅)、化合物半导体薄：主要包括非结晶型(a．Si：H，a—Si：H：F，a—Six—等)、IⅡ一V族(GaAs，InP等)、Ⅱ．VI族(Cds 系)和磷化锌(Zn，P：)等、新材料薄膜型电池(主要包括聚合物薄膜太阳能电池和染料敏化太阳能电池)。相同条件下非晶硅(a．Si)薄膜电池年发电量多于其他

硅电池。从技术角度上来说，薄膜太阳能电池转换效率目前只能够做到6％，如果提高到9％，其建设成本的优势将会充分发挥。国内的相关厂商为突破转换率的瓶颈，今年都将积极布局较高效率的堆叠式微晶硅薄膜，期望将转换效率提升至8％--一10％，这次金融危机发生之前光伏发电度电价在4．00元以上，金融危机挤掉行业之前的泡沫，尤其是带来了所有与光伏产品有关的原料产品的下降，比如硅料、钢材、水泥、设备等。目前，光伏发电成本已大幅降低到在2．30元左右。国家实行光电建筑工程补贴后，如果转换效率提升至9％，光伏建筑一体化电价降低到常规发电的上网电价水平之时已为期不远。并将有望成为第一个达到电网等价点的太阳能技术。

4.2 新型薄膜太阳能电池发展尤为迅速

太阳能光伏建筑一体化电池发电量的2／3以上将来自薄膜太阳能电池；CIS、CIGS、CdTe薄膜型电池制造技术相当复杂，设备需自行开发，导致高额成本。铟(In)及镓(Ga)元素，在地球上的蕴藏量有限。将来也有可能和现在的硅材一样，发生材料短缺。加之性能长期稳定尚待确认，CdTe薄膜型电池会产生镉污染等不足之处影响其推广应用。在光伏建筑一体化市场非晶硅(a．Si)薄膜电池比其他薄膜电池更有应用优势。预计在未来薄膜电池市场中非晶硅(a—Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)3种电池将分别占到薄膜光伏市场的70％、20％和10％。非晶硅(a．Si)在光伏建筑一体化应用上发挥优势：4.3 非晶硅薄膜电池

目前非晶硅薄膜电池主要有3种结构：以玻璃为衬底的单结或双结非晶硅电池，以玻璃为衬底的非晶硅和微晶硅双结电池，以不锈钢为衬底的非晶硅和非晶锗硅合金三结电池。由于各种产品都有其独特的优势，在今后一段时间里这3种电池结构还会同步发展。硅基薄膜电池的长远发展方向是很明显的，除了要充分利用其独特的优势，主要是克服产品开发、生产和销售方面存在的问题。硅基薄膜电池要进一步提高电池效率，利用微晶硅电池作为多结电池的底电池可以进一步提高电池效率，降低电池的光诱导衰退。在提高电池转换效率的同时，增加生产的规模是降低生产成本的重要途径。随着生产规模的扩大，单位功率的成本会随之降低，相应的原材料价格也随之降低，另外开发新型封装材料和优化封装工艺也是降低成本的重要研究和开发方向。

（五）国内相关工程介绍

（1）德国柏林火车站

图8 德国柏林火车站光伏系统应用

（2）威海市民文化中心。

中国兴业太阳能技术控股有限公司(SYE)承制。威海市民文化中心非晶硅光伏发电系统工程是将非晶硅光伏器件与建筑材料集成一体，用光伏组件代替屋顶，形成光伏与建筑材料集成产品，既可以当建材，又能利用绿色太阳能资源发电。BIPV建筑峰值功率301 kW，并网发电，整个光伏系统发电而积约7 800余m2，直流额定发电功率273 kW，年发电量约33万kW，每年可节省标准煤118 t，减排二氧化碳327 t，减排二氧化硫9．8t，减

排氮氧化物780kg，达到良好的节能减排效果，目前世界上最大的非晶硅光伏屋面工程是纽约Stillwell地铁站210 kW非晶硅光伏屋面，而巾．民文化中心落成后将取而代之，从而成为全球最大；

（3）青岛客运中心

图9 青岛客运中心光伏应用

（4）北京奥体中心体育场

图10 北京奥体中心体育场

图11 北京奥体中心体育场光伏应用

（5）北京辉煌净雅大酒店LED多媒体动态幕墙。

该幕墙最大特点是能源循环自给，可以大幅度节约能源和运营成本。

白天，每块玻璃板后面的光伏电池将太阳能吸收储存起来，晚问则将储存的电能供应给墙体表面的LED显示屏。幕墙结构采用钢桁架支撑。光电幕墙电池板全部采用多晶硅芯片组装，多晶硅芯片本身纹理的不规则性更增加了建筑的立面效果。外侧玻璃采用不锈钢沉头螺栓连接，板块采用特殊工艺处理，突出背后的LED灯光效果。利用计算机软件控制LED灯光装置，LED灯光通过电脑控制，在外幕墙表现出各种图像，能够播放、演示固定或活动的图案，具有立体广告效应，增加了建筑的艺术效果。超人的屏幕和特有的

低分辨率增强了媒体的抽象视觉效果，传统媒体正立面领域的高分辨率屏幕的商业应用，提供了一种具艺术特色的与城市环境进行交流形式。通过内置的用户定制软件，其“智能皮肤”使建筑内部与外部公共空间进行互动，将建筑物的玻璃幕墙转变为一种互动娱乐和公众活动环境。

（六）光伏建筑一体化太阳能将成为功效最佳、价格最低廉的替代新能源

生物质能源实质上都是太阳能通过植物叶绿素细胞转化成“物质能”储存在有机质里，并同时吸收大气中的二氧化碳，然后通过燃烧和其他技术途径使这些太阳能和二氧化碳重新释放出来。植物生长过程中所吸收的二氧化碳与作业燃料利用过程中所释放出来的二氧化碳是相等的，植物从生长到燃烧后变成灰土，整个循环过程的碳是零排放的。而且能源产出率比太阳能电池能值产出率要高，“能源密集型”的农作物玉米为太阳能电池2．7倍；人工林木材为目前太阳能电池5．12倍；水电站(河流能)为太阳能电池24．4倍。目前太阳能电池能值产出率与自然其他直接利用太阳能方式相比要低数倍、甚至数十倍，这是制约当前BIPV大规模应用的关键。从仿生学角度来看，光伏建筑一体化和光伏电站向大自然学习高效直接利用太阳能，避免使用化石燃料转化的火力电能，这不仅能挽救日益恶化的碳循环，而且也是将太阳能利用效率提高数十倍的有效途径。2009年4月28日，中国13家光伏企业发起的《洛阳宣言》：“要在2012年达到光伏发电成本每度电1．00元”。2009年3月22日开标的敦煌10 MW光伏电站特许权招标项目，爆出了0．69元／l(w·h的最低价，投标者次低价为1．09元／kw·h，最高价也只有1．67元／l(W·h，平均价在电1．50元／l(W·h以下，价格低得超出了大多数人的想象，引起了市场和政府相关部门对光伏发电成本的关注。光伏发电能否成为新的替代能源，提高效率降低成本是关键。光伏成本的下降，并不是在“金融海啸”引起的经济不景气状况下的权宜之计。成本、也只有成本，才是光伏产业发展的真正动力。无论是景气也好，不景气也罢，光伏产业中各个环节的价格必须不断下降，美国科学家特拉斯维布拉德福德在新出版的《太阳革命》一书中预言：“太阳能将在未来20年内成为功效最佳、价格最低廉的替代新能源”。中国光伏发电的成本下降速度可能比预言、预测还要快，因此，我们有理由相信：光伏电价切切实实地低于常规火力电价已指日可待！

（七）太阳能光伏发电与建筑一体化的发展任重道远太阳能光伏建筑一体化技术和成本将取得突破性的进展，彻底消除使用障碍，太阳能光伏建筑一体化绿色电能源将替代传统火力电能，引领新一轮能源革命。所以我们既要把发展太阳能光伏建筑一体化新能源作为应对危机的重要举措，又要把太阳能光伏建筑一体化新能源提高到国际竞争的战略制高点的位置。这不仅是人类解决能源问题最大的历史性机遇，也是我国落实科学发展建设可持型社会的发展方向。“三文件”对太阳能建筑的财政补贴、政策扶持和示范工程建设等的相关鼓励政策，是我家加大对光伏建筑

一体化新能源领域投入的开始，在以后可能还会陆续有配套政策出台。为时不远的中国光伏建筑一体化新能源必将进入千家万户，家家户户用上光伏太阳能，用户既是电的消费者，又是小的发电厂，这已不仅仅只是我们的期许，因为我们也同样有理由相信：我国光伏建筑一体化终将迎来发展的春天。

致谢

论文写到这里，大学生活也要慢慢划上句号。从开学初的资料查找，论题选择，到中间的思忖和写作，再到最后的修改与润色，这篇拙文也就这样静静地躺在您的手里，只怪自己知识积淀得还不够深厚，但还是有很多人需要感谢，我真的心存感激。

感谢我的论文指导老师——曹志伟老师的谆谆教诲，感谢您在忙碌的教学工作和生活中抽出时间来给我们解答各种问题，悉心指导，提出了许多宝贵意见。齐老师的和蔼赢得了我们许多同学的敬佩，希望敬爱的老师您能够健健康康、快快乐乐度过每一天的！

感谢所有教过的或没教过我们的全学院的老师，因为你们课堂上的指导和课外的交流，我们才可以学习到很多知识和做人的道理，为论文的写作做准备，为今后的人生做准备……

参考文献：

（1）《太阳能光伏电板在建筑一体化中的应用》张雪松

（2）《太阳能的广义性》仇保兴

（3）《晶体矽太阳能电池》左元准

（4）《中国将成为全球第一个光伏发电大规模商业化运营的国家》史博士

(5) 《光伏发电与建筑一体化》龙文志

（6）《太阳能建筑一体化技术与应用》杨洪兴周伟

太阳能光伏发电与建筑一体化

毕业论文 题目太阳能光伏发电与建筑一体化学院光伏学院 专业光伏材料应用与加工技术 姓名代承林

摘要：随着世界能源危机的日益显现，节能建筑是世界建筑发展的趋向，洁净能源，尤其是太阳能的合理、高效利用是未来建筑设计的重要内容。其中，代表太阳能应用最尖端、最有潜力的光伏发电将是节能建筑的主角。联合国能源机构的调查报告显示，太阳能光伏建筑一体化业将是21世纪最重要的新兴产业之一。本论文尝试从技术性和美学性两方面入手，提出在建筑方案阶段就将光伏板纳入构思中，根据光伏板对光照的要求，利用光伏板特殊的颜色、肌理、构造与建筑进行整合，使之成为建筑物的一个有机组成部分。在总结了大量国外成熟的光伏建筑一体化设计实例的基础上，从当前世界金融危机促进太阳能光伏建筑一体化发展的观点入手，论述了太阳能光伏建筑一体化的定义、原理、类型、方式点和要求，介绍了薄膜光电池在太阳能光伏建筑一体化的发展及优势，列举了一些国内外案例，光伏建筑一体化太阳能将成为功效最佳、价格最低廉的替代新能源，太阳能光伏建筑一体化发展任重道远。 关键词：太阳能；光伏建筑；光伏屋顶；光伏幕墙；光伏LED；一体化

目录 （一）光伏发电与建筑一体化的发展道路与影响 (2) （二）太阳能光伏建筑一体化(BIPV) (2) 2．1太阳能光伏建筑一体化的定义与原则 (2) 2．2太阳能光伏建筑一体化原则 (2) 2．3为什么要光伏与建筑一体化 (3) 2．4光伏建筑一体化的类型 (3) 2．5光伏建筑一体化的方式 (4) 2．6 光伏建筑一体化的10种形式 (6) 2．7 光伏建筑一体化的系统工作原理 (6) （三）光伏建筑系统的设计，施工及维护 (7) 3.1光伏建筑系统的设计计算 (7) 3.2太阳能光伏建筑系统的安装 (8) （四）非晶硅薄膜电池在光伏建筑一体化中的优势 (9) 4．1 薄膜太阳能电池的优越性 (9) 4．2 新型薄膜太阳能电池发展尤为迅速 (9) 4．3 非晶硅薄膜电池 (10) (五) 国内相关工程介绍 (10) 5.1 德国柏林火车站 (10) 5.2 威海市民文化中心 (10) 5.3 青岛客运中心 (10) 5.4 北京奥体中心体育场 (11) 5.5 北京辉煌净雅大酒店LED多媒体动态幕墙 (12) （六）光伏建筑一体化太阳能将成为功效最佳，价格最低廉的替代新能源 (12) （七）太阳能光伏发电与建筑一体化的发展任重道远 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14)

太阳能光伏建筑一体化

太阳能光伏建筑一体化 （一）前言 1. 1金融危机促进发展新能源-太阳能光伏建筑一体化 2008年世界金融危机使全球资产面临重新溢价，金融版图随之悄然改写，与之相伴的还有国际油价的跌宕起伏。伴随金融危机恐慌心理的蔓延，影响金融危机的因素扩大。能源安全，作为世界各国政府密切关注及深入研究的课题亦被提上议事日程，世界各国从保护国家安全角度，制定和调整本国的能源战略。为了对付世界性的能源、环境、金融等危机的影响，各国政府高度重视可再生清洁新能源，并把太阳能发电作为首选发展方向。 新能源规划有三个方面的意义，第一是应对当前的金融危机，扩大内需、拉动投资、增加就业，第二个是应对气候变化，调整能源结构，持续能源的可持续发展。第三个是抢占未来经济发展的制高点，提升中国能源的国际竞争力”。这项“金太阳”工程的的重点内容将是以国家财政补贴的形式，支持国内光伏市场的启动。把新能源的发展提高到前所未有的“战略高度”。这一系列行动，不仅在中国，而且在全世界范围内产生了极其明显的连动效应，引发了全国各地政府和企业界“光伏

积极性”空前高涨。一场“太阳能建筑一体化”风暴正在全国各地掀起。在创建节约型社会的主题带动下，各地政府、企业界纷纷聚焦“太阳能光伏建筑一体化”，一场能源产业的革命已经在爆发边缘，开创太阳能光伏建筑一体化春天。

中国将进一步把太阳能光伏建筑一体化技术作为能源技术发展的优先主题，大力提高一次能源和终端能源利用技术水平。提升能源装备制造水平，加强能源领域前沿技术研究和基础科学研究，探索太阳能光伏建筑一体化新能源的新途径，大力推进先进适用太阳能光伏建筑一体化 1.2 四万亿救市计划是光伏建筑一体化新能源逆势上扬的强大动力 为了应对金融危机给国内产业带来的不利影响，中国制定了高达4万亿元的投资计划，同时推出了“十大措施”。“加强生态环境建设、支持重点节能减排工程”成为其中亮点，政府在4万亿救市计划中着重强调节能环保领域，无疑是给光伏建筑一体化再生能源、太阳能光伏企业提供了广阔的市场机遇。光伏建筑一体化产业将会逆势上扬。 1．3推动光伏建筑一体化应用是落实扩内需、调结构、保增长的重要着力点。推动光伏建筑一体化应用是促进我国光电产业健康发展的现实需要。三文件为推动光电建筑应用、拓展国内应用市场、创造稳定的市场需求、促进我国光电产业健康发展提供了可靠的政策依据。三文件优先支持技术先进、产品效率高、建筑一体化程度高、落实上网电价分摊政策的示范项目，从而不断促进提高光电建筑一体化应用水平，增强产业竞争力。对推动光伏

欧洲光伏与建筑结合(一)概要

欧洲光伏与建筑结合（一） 摘要：本文是太阳能光伏建筑考察团访问德国和荷兰的考察报告，它简略记述了德国和荷兰光伏建筑的技术情况和政策法规点滴。德国和荷兰的经验表明，太阳能建筑，特别是太阳光伏发电系统与建筑结合的发展，需要政策的扶持和政府的推动。 关键词：太阳能光伏建筑太阳电池可再生能源节能 0 引言 2004年3月21日至4月4日，由国家科技部组团赴欧洲进行为期半个月的BIPV（Building Integrated PV）考察，即光伏与建筑结合的考察。走访了德国和荷兰2个国家，共7个公司，10个光伏与建筑结合的项目以及相关的政府机构。现将考察的部分情况介绍如下： 1．欧洲发展可再生能源发电的目的和目标 欧洲议会为了保证达到“京都议定书”的要求，到2010年减排21%的温室气体和将可再生能源占总能耗的比例翻番的目标，制定了“可再生能源电力促进导则”。导则的重要目标是到2010年，可再生能源将在欧洲范围内占到总能耗的12%，可再生能源电力将占到总发电量的22%。表1列出了欧洲各国的发展情况和发展计划。 除了环境因素，欧洲发展可再生能源的另一个重要原因就是能源安全和可靠供给。当前欧共体的能源进口量是50%，如果不大力发展可再生能源，到2010年进口能源比例将达到60%，2020年将达到70%。 欧洲各国中德国是推动可再生能源发电的中坚力量，德国的目标是到2010年可再生能源占总能耗的12．5%，到2050年这一比例将达到50%。1999～2003年实施的总量为300MWp的100 000光伏屋顶计划就是明证，德国100 000屋顶计划大大推动了BIPV的发展。 2．为什么要发展BIPV 1）建筑能耗大约占各国总能耗的50%，光伏与建筑结合可以有效地减少建筑能耗； 2）光伏与建筑结合构件可就地安装，就地发电，就地上网，不需要另外架设输电线路； 3）光伏与建筑结合部件，安装在屋顶或屋面上，不需要额外占地，节省了土地资源； 4）光伏发电没有噪声，没有废弃物排放，不消耗任何燃料，也不需要水，安装在城市和居民的屋顶上，不会给人们的生活带来任何不便，所有的人都能够接受它。 3．BIPV与建筑结合的几种安装形式 4．BIPV的专用太阳电池组件 太阳电池与建筑相结合不同于单独的发电装置，它作为建筑的一部分，除了发电，还要考虑其它的功能： 1）使室内与室外隔离；防雨；抗风；隔热；隔噪音；遮阳；美观； 2）能够作为建筑材料供建筑设计师选择。

光伏建筑一体化(BIPV)系统设计与应用

光伏建筑一体化(BIPV)系统设计与应用 来源:2010年会论文集作者:肖坚伟,郑鸿生日期:2010-4-22 页面功能【字体：大中小】【打印】 【关闭】【评论】 本文作者：肖坚伟,郑鸿生 引言 随着财政部于⒛09年3月印发《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》及财政部、科技部、国家能源局于2009年7月《关于实施金太阳示范工程》的通知,表明国家在贯彻实施《可再生能源法》,落实国务院节能减排战略部署,加快太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用。 入列国家金太阳示范工程的275个项目中有部分涉及到BIPV建筑,那么在建的或未建成的示范项目中的实际应用值得业界同行共同借鉴和规范。 1 BIPV定义及外延 光伏建筑一体化(BIPV)技术即将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。BIPV 即Building Integrated Photovoltaic,其外延就是①不但具有外围护结构的功能,保证建筑安全防护要求; ②同时又能产生电能供使用;③在以前两点的基础上结合建筑结构风格进行优化设计,使整体的装 饰效果更协调。 2 BIPV建筑安全 2.1 组件安全 BIPV组件作为建筑体一部分,须按《建筑玻璃应用技术规程》和《玻璃幕墙工程技术规范》等要求进行设计,其必须符合建筑安全玻璃管理规定。现有的BIPV组件在封装材料上有采用PVB封装的和采用EVA封装的,这两种不同材料封装的BIPV组件在建筑安全上的级别是不同的。 《玻璃幕墙工程技术规范》第3.4.6项明文规定:“ 玻璃幕墙采用夹层玻璃时,应采用干法加工合成,其夹片宜采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片”,因此PⅤB封装的BIPV组件在安全性能上比EVA 封装的BIPV 组件要高。` 如:《建筑安全玻璃管理规定》第六条,建筑物需要以玻璃作为建筑材料的下列部位必须使用安

光伏建筑一体化(BIPV)行业分析报告

光伏建筑一体光伏建筑一体化化（BIPV BIPV）） 行业行业研究研究研究报告报告报告 2008-9-10

目录 一、BIPV行业概述 (3) （一）BIPV概念 (3) （二）BIPV系统原理 (3) （三）BIPV实现形式 (4) （四）BIPV关键技术 (5) （五）BIPV优越性 (6) （六）BIPV应用领域 (6) 二、BIPV行业国内外发展状况 (7) （一）BIPV行业国外发展状况 (7) （二）BIPV行业国内发展状况 (8) （三）国内外涉足BIPV主要企业 (10) 三、上游光伏电池行业分析 (11) （一）太阳能光伏行业介绍 (11) （二）光伏行业发展状况 (13) 四、BIPV下游市场需求分析 (16) （一）BIPV国际市场需求 (16) （二）BIPV国内市场需求 (16) 五、BIPV国内外产业政策 (17) （一）国外光伏发电产业政策 (17) （二）我国并网光伏发电的政策 (17) （三）我国BIPV相关政策法规 (18) 六、BIPV行业发展前景展望 (20) （一）影响行业发展有利和不利因素 (20) （二）BIPV市场前景 (22)

行业概述 概述 一、BIPV行业 概述 概念 （一）BIPV概念 光伏建筑一体化(Building Integated Photovoltaies，简称BIPV)指在建筑外围护结构的表面安装光伏组件提供电力，同时作为建筑结构的功能部分，取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等，也可以做成光伏多功能建筑组件，实现更多的功能，如光伏光热系统、与照明结合、与建筑遮阳结合等。 图1：BIPV示意图 系统原理 （二）BIPV系统原理 BIPV系统有独立发电和并网发电两种形式。独立发电系统就是光伏系统产生的电仅供自己使用；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。独立发电和并网发电发电系统的原理如图所示。

宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收实施细则

宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收实施细则

宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收实施细则 时间:2010-7-2 10:39:13 阅读:47次编辑:nbghzx 来源 １总则 1.0.1 为规范宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收，推动太阳能热水系统这一绿色能源体系的广泛应用，制定本实施细则。 1.0.2 本实施细则适用于宁波市新建、改建、扩建的公共建筑及居住建筑分户式和集中式太阳能热水系统。在既有居住建筑及其它民用建筑上设置太阳能热水系统，可参照执行。 1.0.3 新建十二层及以下的居住建筑及有热水系统要求的公共建筑，建设单位应为全体用户配置太阳能热水系统，并做好太阳能热水系统与建筑的一体化工作。其它民用建筑推广应用太阳能热水系统。 1.0.4 当在既有建筑上增设或改造已经安装的太阳能热水系统时，应进行建筑结构安全性复核，并应满足建筑、结构及其它相应的安全性要求。 1.0.5 当在建筑物上安装、设计太阳能热水系统时，应进行日照模拟分析，不得降低相邻建筑物

的日照标准，其中小高层及高层住宅区域规划设计及进行日照分析时，宜为太阳能热水系统的应用预留条件。 1.0.6 民用建筑太阳能热水系统的设计、安装及验收，除应符合本实施细则外，尚应符合国家、省现行的有关标准的要求。 3 基本规定 3.0.1 太阳能是一种可再生的绿色能源，民用建筑的生活热水制取应优先采用太阳能热水系统。 3.0.2 太阳能热水系统设计应遵循因地制宜的原则，需建立在宁波本地区可靠的气候资料基础上（太阳逐时辐射模型），可采用宁波市典型气象年数据文件中的辐射数据（详附录A）。 3.0.3 高层类（12层以上）住宅及公共建筑宜在条件许可的前提下，尽量选取合理的太阳能热水系统制取生活热水。也可以采用栏板式、阳台式集热器制取生活热水，但应保证集热器能充分地采集阳光。 3.0.4 新建建筑太阳能热水系统应纳入建筑工程设计，统一规划、同步设计、同步施工、同步验收，与建筑工程同时投入使用，不得采用管道预留、用户自理的方式。

光伏建筑一体化 论文

学生毕业设计（论文） 题目光伏建筑一体化 学院 专业 班级 姓名 学号 指导教师 完成日期 引言 太阳能光伏建筑一体化（BIPV）系统，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阵列安装在建筑的围护结构外表来提供电力。这和系统有诸多优点，如有效利用建筑外表面、无需额外用地或者加建其他设施、节约外饰材料（玻璃幕墙等）、外观更有魅力、缓解电力需求、降低夏季空调负荷、改善室内热环境等。光伏建筑一体化系统是目前世界上大规模利用光伏技术发电的重要市场，一些发达国家都将光伏建筑一体化作为重点项目积极推进。近年来，国外推行在用电密集的城镇建筑物上安装光伏系统，并采用与公共电网并网的形式，极大地推动了光伏并网系统的发展，光伏与建筑一体化已经占据了整个太阳能发电量的最大比例。 光伏应用技术作为一种新型的技术，在建筑学上已经成为一种新的可行的选择。光伏应用技术利用太阳光这种巨大的可再生能源来产生电力，其光伏转换构件既可以安装在建筑

物上，又可以作为多功能建筑材料构成实际的建筑物部件，光伏建筑的产生是建筑物设计领域超越能源意识的新型设计意识，对人类生态环境起着重要作用。 光伏并网和建筑一体化的发展，标志着光伏发电由边远地区向城市过渡，由补充能源向替代能源过渡，人类社会向可持续发展的能源体系过渡。太阳能光伏发电将作为最具可持续发展特征的能源技术进入能源机构其比例将愈来愈大并成为能源主体构成之一。 摘要：本文介绍了光伏发电原理，并对光伏发电系统的种类分别进行总结，针对不同发电系统的特点，指出了其不同的适用环境；通过对光伏与建筑结合方式的总结，系统的概括了所有光伏建筑的结合方式，并对其优劣进行对比；总结了光伏建筑的优点，分析了世界各国的光伏建筑发展情况；最后对光伏建筑前景进行了分析。 关键词：半导体；光伏建筑一体化；太阳电池；光伏幕墙 目录 摘要 (2) 1 引言 (2) 2光伏建筑一体化原理 (3) 2.1太阳电池原理 (3) 2.2光伏发电系统 (3) 2.3 BIPV建筑一体化 (4) 3光伏与建筑相结合的形式 (5) 3.1建筑与光伏系统的结合 (5) 3.2建筑与光伏组件的结合 (6) 4 BIPV系统的发展前景 (8) 4.1.光伏建筑一体化的优点 (8) 4.2世界各国的光伏建筑发展情况 (8) 5总结 (10) 6 致谢 (11) 7 参考文献 (11) 2光伏建筑一体化原理 2.1 太阳电池原理 半导体根据导电机理的不同可分为P型半导体和N型半导体。当太阳光照射到半导体时，半导体中的电子被激发而移动，失去电子的地方就形成空穴。P型半导体和N型半导体结合

太阳能光伏建筑一体化的设计要点

太阳能光伏建筑一体化的设计要点 【摘要】光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式，其主体是建筑，客体是光伏系统。设计中要十分注意与建筑形式、结构形式和发电形式的配合，选择合适的光伏组件。【关键词】光伏建筑一体化建筑结构形式光伏方阵 1引言 能源是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础。太阳能是资源最丰富的可再生能源，具有独特的优势和巨大的开发利用潜力。充分利用太阳能有利于保持人与自然的和谐相处及能源与环境的协调发展。 太阳能光伏建筑一体化BIPV(Bui1ding Integrated Photovoltaias)，是在2006年9月30日深圳太阳能学会年会上首次提出。在这次会议上，建筑领域的代表，介绍了光伏建筑相关的另一个重要概念，“零能耗建筑”，一旦光伏建筑的发电量达到能够满足住户生活需求。则称之为“零能耗建筑”。由于建筑是一个复杂的系统，一个完整的统一体，如果要将新型太阳能技术融入到建筑设计中，同时继续保持建筑的文化特征，就应该从技术和美学两方面入手，使建筑设计与太阳能技术有机结合，由此产生了“一体化设计”的概念，“一体化设计”是指在建筑规划设计之初，就将太阳能利用纳入设计内容，使之成为建筑的一个有机组成部分，统一设计，施工，调试。 2光伏建筑一体化分类

根据光伏方阵与建筑结合形式的不同，BIPV可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合。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。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。如光电屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。光伏方阵与建筑的结合是一种常用的BIPV形式，特别是与建筑屋面的结合。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。 常见的与建筑结合的安装方式 3建筑设计要点 光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式，其主体是建筑，客体是光伏系统。因此，BIPV设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则，任

太阳能光伏—建筑一体化(BIPV)的研究进展

太阳能光伏—建筑一体化（BIPV）的研究进展 随着2005年2月16号限制各国排放工业废气以控制全球气候变暖的《京都议定书》的正式生效，如何实现环境保护的可持续发展成为全球最强的呼声。中国作为发展中国家，能源消耗逐年以惊人的速度增长，而建筑作为能耗大户(发达国家的建筑能耗一般占到全国总能耗的1／3以上)，其节能效益则变得尤其重要。 1 太阳电池原理 半导体根据导电机理的不同可分为P型半导体和N型半导体。当太阳光照射到半导体时，半导体中的电子被激发而移动，失去电子的地方就形成空穴。P型半导体和N型半导体结合在一起在半导体中形成“势垒”。由P型半导体产生的电子向N型层移动，由N型层中产生空穴向P型层移动。P型层中由于带有正电荷的空穴数目增多而带正电； N型层中由于带负电荷的电子数目增多而带负电。当达到稳定状态时，在半导体两端产生电压，称为太阳电池的开路电压。当用导 线连接半导体两端时，光电流在外部回路中流动，称为短路电流[2]。 最基本的太阳电池是由P—N结构构成的。图1为典型光电池的剖面图。 图1 典型光电池的剖面图[1] （光线的光子产生自由电子，顶部金属网格和底部金属板通过外电路收集和返还自由电子） 2 光伏发电系统[1] 光伏发电系统统按其系统配置可分为独立式（stand—alone）连接电网式（grid—alone）2种。 当不可能或没必要与电网连接时，独立式光电系统（stand—alone systems）较适用（图2）。这种系统白天产生的多余电能储存在电池组中，以备夜间及昏暗多云天使用。 图2独立式光电系统[1] （一个独立式系统需要电池储存电力以供夜间使用，还需要一个将直流电变成交流电的反用换流器）

关于执行太阳能热水系统与民用建筑一体化技术的通知

本文由ｌｉｕｙｕｎｆｅｉ１２１５贡献 ｄｏｃ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机查看。 关于执行太阳能热水系统与民用建筑一体化技术的通知 发布部门：　河北省建设厅　文号：　冀建质〔２００８〕６１１　号　日期：　２００８－１０－１３　００：００ 号　［　大　中　小　］　［　背景颜色 ］　［　打印文章　］　［　关闭本页　］ 各设区市建设局、规划局、住房保障和房产管理局、华北石油管理局：　为贯彻落实《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国可再生能源法》、《民用建筑节能条例》等有关　法律法规，以及《国务院关于加强节能工作的决定》的精神，促进我省建设领域节能工作全面开展，加快民用建筑太　阳能热水系统一体化技术应用的步伐，根据国家《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（ＧＢ５０３６４－２００５）、《太　阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》（ＧＢ／Ｔ１８７１３－２００２）等标准规范的规定，决定在我省民用建筑中全面　执行太阳能热水系统一体化技术。现将有关事项通知如下：　一、新建民用建筑应将太阳能热水系统作为建筑设计的组成部分，与建筑主体工程同步设计、同步施工，同步验　收。　十二层及以下的新建居住建筑和实行集中供应热水的医院、学校、饭店、游泳池、公共浴室（洗浴场所）等热水　消耗大户，必须采用太阳能热水系统与建筑一体化技术；对具备利用太阳能热水系统条件的十二层以上民用建筑，建　设单位应当采用太阳能热水系统。国家机关和政府投资的民用建筑，应带头采用太阳能热水系统。　对因技术或其他特殊原因不能采用太阳能热水系统的民用建筑，由当地建设行政主管部门审核认定是否采用太阳　能热水系统，对应采用而不采用太阳能热水系统的民用建筑，规划行政主管部门不得颁发建设工程规划许可证，施工　图审查机构不得出具施工图审查合格书，建设行政主管部门不得颁发建筑工程施工许可证、不得办理竣工验收备案手　续。　对未设置太阳能热水系统的既有民用建筑，鼓励产权单位或物业公司在确保建筑质量和安全，不影响环境景观的　前提下，统一组织配置太阳能热水系统。　二、各级规划行政主管部门依法对民用建筑设计方案进行审查时，应充分考虑太阳能热水系统利用的要求，合理　确定建筑的布局、形状和朝向。　三、各级建设行政主管部门应将太阳能热水系统的设计纳入设计管理体系；对太阳能热水系统安装工程实行质量　监督和验收管理；对从事太阳能热水系统安装维修业务的企业实行监督管理。　四、各级住房保障行政主管部门应积极支持、协调产权单位或物业公司，有计划、有组织地实施太阳能热水系统　一体化改造。　五、设计单位应将太阳能热水系统与建筑主体工程同步设计，做到太阳能热水系统与建筑有机结合，融为一体、　协调统一，整齐美观，确保结构安全、使用可靠；设计图纸内容、深度应满足施工安装的要求。　六、太阳能热水系统必须纳入建筑节能设计专项审查，施工图审查机构应在建筑节能专项审查中对太阳能热水系　统提出专项审查意见，审查合格的应在《民用建筑节能设计审查备案登记表》中注明，并报当地建设行政主管部门备　案。 七、施工单位、工程监理单位应严格按照审查合格的施工图设计文件、有关技术规范进行施工和监理，并对进入　施工现场的太阳能热水设备和配件进行查验，严禁将不合格的太阳能热水设备及其配件应用于工程中。　八、建设单位在签订设计合同、施工合同时，应明确约定采用太阳能热水系统的具体要求，不得明示或暗示设计　单位、施工单位不采用太阳能热水系统和使用不符合产品技术标准的设备；建设单位在组织工程竣工验收时，必须在　建筑节能专项验收时对太阳能热水系统一并验收。　九、任何单位和个人不得擅自变更和取消太阳能热水系统设计内容，施工中有涉及太阳能热水系统的设计变更必　须经原设计单位变更设计，由原施工图审查机构审查合格后方可变更。对擅自取消太阳能热水系统的工程，不得通过　竣工验收。　十、各设区市、县（市）应在　２００８　年　１１　月　１　日起全面执行民用建筑太阳能热水系统一体化技术。　十一、各设区市主管部门要根据本通知要求，结合本地实际，制定具体措施，确保民用建筑采用太阳能热水系统　一体化技术落实到位，形成制度，抓出成效。　二〇〇八年十月十三日 １本文由ｌｉｕｙｕｎｆｅｉ１２１５贡献

太阳能光伏建筑一体化的发展现状与前景展望

太阳能光伏建筑一体化的发展现状与前景展望 褚玉芳1，2 张囡囡2，3 沈辉2，3 1江西宜春学院物理科学与工程技术学院 2中山大学太阳能系统研究所， 3 深圳市太阳能学会 摘 要：根据国内外发展趋势来看，光伏发电在城市推广利用的最佳形式就是与公共电网并网并且与建筑结合：即光伏建筑一体化。本文首先对国外光伏建筑一体化的发展现状进行了综述，并对技术的发展特点进行了分析和评估。此外，还介绍了我们所完成的光伏建筑的几个典型工程事例，最后，结合我国的具体情况提出了发展思路和具体建议，以期望能对我国发展光伏建筑提供一些发展思路和技术参考。 关键词：太阳电池；屋顶计划；光伏建筑一体化（BIPV） 1太阳能光伏发电的发展趋势 太阳能光伏发电在城市推广利用的最佳形式就是与公共电网并网并且与建筑结合：即光伏建筑一体化。至今为止，光伏发电经历了漫长的发展过程：从天上到地面：主要是1973年第一次石油危机，太阳电池从主要作为空间电源向地面应用发展；从独立系统到并网发电：从环保角度出发，由于少用或不用化学蓄电池，并网光伏发电系统比离网的独立光伏系统更科学和环境友好；从屋顶系统到与建筑结合或光伏建筑一体化：从单纯的将光伏组件安装在屋顶上发展成为太阳电池组作为建筑材料的一部分。 光伏发电系统与建筑结合的早期形式主要就是所谓的“屋顶计划”，这是德国率先提出的方案和进行具体实施的。德国和我国的有关统计表明，建筑耗能占总能耗的三分之一，光伏发电系统的最核心的部件就是太阳电池组件，而太阳电池组件通常是一个平板状结构，经过特殊设计和加工完全满足建筑材料的基本要求，因此，光伏发电系统与一般的建筑结合，即通常简称的光伏建筑一体化应该是太阳能利用最佳形式。对于光伏建筑一体化的发展，德国首先是进行示范，然后逐步推广，已经历了一个历时15年多的发展过程：从1991到1995年，实施1000光伏屋顶计划，并开始实施电网回收；从1995到1998年，为巩固和评估

太阳能光伏建筑一体化技术和应用知识要点习题汇总[1]

第一章光伏建筑发电系统简介 一、填空题 1、光投射到光伏材料上存在、和三种可能。在忽视反射的情况下，材料 对光的吸收量取决于材料的和。材料的光吸收系数由 和共同决定。 2、太阳电池从材料的晶体结构来分有、、；从 Ｐ－ｎ结结构来分有和。 3、为了使太阳电池光－电转换效率高，必须具有：、、这三个条 件。 4、实际情况下，太阳电池的特性中，短路电流I SC与得到的成正比，开路电压V OC与得 到的光强成增大。 5、理想太阳电池的串联电阻R S= ，R S的增大会降低太阳电池的，R S和R Sh对太阳电池性能影响的差别在于R S不会影响，而R Sh的减小会使V OC。 6、光伏与建筑的结合有两种形式为：和。 7、光伏系统应用非常广泛，其基本形式主要可以分为，， 以及四大类。 8、独立光伏发电系统由、、、和组成。根据独立发电系统的应用形式，应用规模和负载的类型对其进行划分可以分为：、 和三大类。 9、光伏照明系统一般采用两种光伏工作点控制策略：或。 10、并网逆变器具有，，，功能。 11、根据逆变器在光伏系统中的布置形式可以将逆变方式分为和。 12、单体太阳电池的输出电压为，电流约为。 13、电能的储存有许多种方式，主要包括、、等。 14、根据波形不同逆变器主要有、、。按运行方式可分为和。 15、光伏发电系统中比较常见的控制方式有和。 16、防止蓄电池大量的长期的过度充电三种经常使用的控制装置是：、 、。 17、对于光伏发电并入电网在电力品质上要求，一般来说小型光伏系统的电压通常为电网正常电压的；在逆变器额定输出功率的时候，总的谐波电流失真应小于基频电流的。 18、用于太阳能电池的半导体材料有、、三种形式。 19、光伏系统与建筑物结合的形式主要包括、。 20、光伏并网系统主要组成有、、、4部分。 21、是光伏并网系统的核心部件和技术关键。 22、集中式逆变分为、、这3种方式。 23、并网系统由、、、、组成。 24、铅酸蓄电池的容量是指电池的，是指蓄电池出厂时规定的该蓄电池在一定的放电电流及一定电解液温度下单格电池的电压降到规定值时所能提供的电量。

太阳能光伏建筑一体化文献综述

太阳能光伏建筑的一体化简介 摘要：本文从太阳能光伏技术应用的现实意义出发，重点分析了光伏建筑一体化( B I P V)的应用特点、相关要求、建筑与结构的设计要点及发电量计算，阐述了光伏技术的应用现状及发展前景 前言：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。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[1]。 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。 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。图一、光伏系统组成框图此外，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[3]。 2、建筑专业设计要求 安装光伏组件的建筑部位在冬至日全天日照应小低于3h；并在安装光伏组件的部位采取安全防护措施；满足其所在部位的建筑防水、排水、雨水、隔热及节能等功能要求。 除了以上技术要素之外，光伏建筑一体化系统设计另一至关重要是满足建筑的美学要求，介绍如下两点： （1）建筑物的光影效果，普通光伏组件一般为阻挡视线的布纹超白钢化玻璃，现代建筑屋顶或外墙幕墙如安装光伏组件，对采光会有一定的需求，此时可以采用光面超白钢化玻璃，外加电池板背面的采用普通光面钢化玻璃制作双面玻璃组件(节约成本)，即可满足建筑物的功能。

安徽省地方标准《太阳能利用与建筑一体化技术标准》

安徽省地方标准《太阳能利用与建筑一体化技术标准》 各相关单位： 安徽省《太阳能利用与建筑一体化技术标准》已经住房和城乡建设部审查，现批准为安徽省地方标准，编号为DB34854-2008，自2009年3月1日起施行。其中，第1.0.8、1.0.9、1. 0.10、3.0.3、4、3.8、4.4.12、6.3.2（6）、6.3.4、6.4.1、6.4.2、6.4.4、6.4.5、6.6.1条（款）为强制性条文。现将省建设厅的通知转发给你们，并结合合肥实际提出如下意见，一并贯彻执行。 一、自2009年3月1日起，我市规划区范围内新建建筑工程中应用太阳能利用系统应纳入建设工程基本建设程序，同步设计、同步施工、同步验收，与建设工程同时投入使用。 规划区范围内新建十二层及以下居住建筑，建设单位应为全体住户配置太阳能热水系统，并做好太阳能利用与建筑一体化。 规划区范围内十二层以上新建居住建筑具备太阳能利用条件的，应采用太阳能热水系统。 规划区范围内新建公共建筑、居住小区的草坪、庭院、住宅建筑楼梯间及地下车库等公共照明部位应统一设计和安装光伏、LED（节能灯）等绿色照明系统。 由政府投资建设和使用的集中热水供应系统的公共建筑，必须带头实施太阳能热水系统的一体化应用。新建、改建和扩建的实施集中供应热水的公共建筑（如医院、学校、宾馆、游泳池、洗浴场所等），应采用太阳能集中供热水技术和产品，已建成的鼓励增设太阳能热水系统。 鼓励农村集中建设的居住点统一设计、安装太阳能热水系统； 二、鼓励和推广太阳能光伏、LED（节能灯）和风能发电技术在城市路灯、景观亮化、道路交通指示牌、村庄道路灯中应用。 三、设计单位应严格按照国家《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》（GB/T187 13-2002）、安徽省《太阳能利用与建筑一体化技术标准》（DB34854-2008）和《合肥市太阳能与建筑一体化技术实施细则》等标准、细则进行系统设计。农村住房应用太阳能热水系统和光伏照明系统也应进行系统设计。 四、施工图审查单位对采用太阳能利用系统的项目应进行专项审查，对应设计采用太阳能利用系统而未进行设计的，不得通过施工图设计审查。审查合格的应在《民用建筑节能设计审查备案登记表》中注明。并做好太阳能利用系统应用方面的季度和年度统计工作。 五、太阳能热水系统和光伏照明系统应由专业施工单位按照安装设计图纸，国家和省、市有关标准规范进行施工，确保工程施工质量和安全。

太阳能光伏发电在建筑工程中的应用

目录 摘要 (2) 关键词 (3) 引言 (3) 第一章（四号黑体）绪论 1.1 太阳能与建筑结合的优点和优势 (3) 1.2 太阳能建筑在国际上的发展策略 (4) 1.2.1 太阳能在中国建筑中的发展方向 (4) 1.2.2 太阳能在西方国家的发展 (5) 1.3 太阳能光伏发电技术在建筑中的技术应用及存在的问题 (6) 1.3.1 太阳能光伏发电技术在建筑中的技术应用 (6) 1.3.2 太阳能光伏发电技术在建筑中存在的问题 (7) 第二章太阳能光伏发电建筑一体化概述 2.1 光伏建筑定义与原则 (7) 2.1.1 光伏建筑的定义 (7) 2.1.2 光伏建筑的原则 (7) 2.1.3 光伏和建筑的结合方式 (8) 2.1.4 传统建筑与现代光伏工程技术和理念的融合 (9) 2.2 光伏建筑系统的设计 (9) 2.2.1 当地气候参数的搜集 (10) 2.2.2 负载情况分析 (10) 2.2.3 光伏组件最佳斜角确定 (11) 2.2.4 光伏发电系统整体设计原则 (11) 2.3 太阳能发电（光伏）的施工及维修 (11) 2.3.1 太阳能光伏建筑施工个流程 (11)

2.3.2 光伏电池板的安装及维护 (11) 2.3.3 蓄电池的安装与维护 (12) 2.3.4 逆变器的安装 (12) 2.3.5 电子线路的安装 (12) 2.4 太阳能发电（光伏）建筑设计 (13) 2.4.1 一般规定 (13) 2.4.2 规划设计 (13) 2.4.3 建筑设计 (13) 2.4.4 结构设计 (14) 2.4.5 太阳能光伏系统特点 (14) 第三章太阳能建筑的典型应用模式 3.1 国传统居民建筑的节能“理念” (15) 3.2 太阳能光伏发电与建筑一体化的发展任重道远 (15) 3.3 我国相关工程介绍 (15) 3.3.1 青岛客运站 (16) 3.3.2 北京奥体中心体育场 (16) 3.3.3 浙江义乌国际贸易三期 (16) 结论 (17) 致谢 (17) 参考文献 (17) 摘要 当今，全人类都在面临着气候变化，空气污染和资源短缺的危机，可持续发展已经成了人类发展的共同目标。人类追求建筑的功能和舒适的同时，建筑能耗不断增长，人类开始越来越认识到，建筑使用能源所产生的CO2是造成气候变暖的很大一部分来源。于是节能、降耗、绿色、健康，成为全世界对未来建筑的共同追求，节能型建筑成了未来建筑发展的必然趋势，由此绿色建筑也应运而生。绿色建筑对全社会的节能减排起到决定性作用。 太阳能是一种无污染的能源，也是人类可利用的丰富资源。我国有着丰富的太阳能资源，每年获得的太阳能约为３．６×１０２２Ｊ，相当于１．２万ｔ标准煤的热值［３］，

光电建筑一体化示范项目实施方案

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太阳能光电建筑一体化应用示范项目 实施方案 2012年11月 目录

一、工程概括 地理位置 徐州市位于东经116°22′～118°40′、北纬33°43′～ 34°58′之间，东西长约210公里，南北宽约140公里，总面积11258平方公里，占江苏省总面积的11％。域内除中部和东部存在少数丘岗外，大部皆为平原。徐州四季分明，光照充足，雨量适中，雨热同期。它属于暖温带半湿润季风气候，年气温14℃，年日照时数为2284至2495小时，日照率52％至57％，年均降水量800至930毫米。本地区太阳能资源较为丰富，资源稳定性高，具有较高的利用价值。 本次项目选址为******等其他公用建筑。 建筑类型及面积 电站建于*******等公用建筑屋顶，有效利用面积为37000㎡，周边不存在遮挡物。 总平面图 用途 400V用户侧并网，自发自用，减少能源损耗。 峰瓦值 ****** 项目目前实施进展情况 目前已进行过项目建设地的实地考察，组件布置图正在完善中。二、示范目标及主要内容 本项目的示范目标是成为太阳能光电建筑一体化应用项目的典范。充分利用丰富的太阳能资源，节约有限的煤炭资源，通过优化系统集成

方案实现切实可行地高效发电，降低二氧化碳的排放，积极响应国家节能减排的政策，为环保事业贡献自己的一份力量。太阳能光电系统技术要点包含3方面：光伏建筑一体化设计、并网系统设计和技术经济分析。 本项目中的建筑本体满足国家和地方节能标准。 光电建筑一体化 根据光伏方阵与建筑结合形式的不同，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，将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物做为光伏方阵载体，起支撑作用；另一类是光伏方阵与建筑集成，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、光电幕墙等。 考虑到造价较高和综合发电效率较低等因素，本项目采用第一类形式，将光伏方阵依附于徐州工业职业技术学院教学楼等公用建筑的水泥屋顶上，这样的屋顶光伏发电有以下优势： 1）利用既有建筑的闲置屋顶，无需额外用地或增建其他设施，建设改造成本较低。 2）既保持了建筑原有的美观，又能够最大限度的发挥太阳能系统的发电效能。 3）日照条件好，不易受遮挡，可以充分接受太阳辐射，同时还避免了屋顶温度过高，降低空调负荷，既节省了能源，又能改善室内的空气品质。 4）可实现用户侧并网，自发自用，在一定距离范围内减少了电力输送过程的费用和能耗，降低了输电和分电的投资和维修成本。

太阳能光伏建筑

太阳能光伏建筑-体化设计原则 1.生态驱动设计理念向常规建筑设计的渗透：建筑本身应该具有美学形式，而PV系统与建筑的整合使建筑外观更加具有魅力。建筑中的pv板使用不仅很好的利用了太阳能，极大的节省了建筑对能源的使用，而且还丰富了建筑立面设计和立面美学。BIPV设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用 寿命为基本原则，任何对建筑本身产生损害和不良影响的BIPV设计都是不合格的设计。 2.传统建筑构造与现代光伏工程技术和理念的融合;引入建筑整合设计方法，发展太阳能与建筑集成技术。建筑整合设计是指将太阳能应用技术纳入建筑设计全过程，以达到建筑设计美观、实用、经济的要求。BIPV首先是一个建筑，它 是建筑师的艺术品，其成功与否关键一点就是建筑物的外观效果。建筑应该从设计一开始，就要将太阳能系统包含的所有内容作为建筑不可或缺的设计元素加以设计，巧妙地将太阳能系统的各个部件融入建筑之中一体设计，使太阳能系统成为建筑组成不可分割的一部分，达到与建筑物的完美结合。 3.关注不同的建筑特征和人们的生活习惯;合适的比例和尺度：PV板的比例和尺度必须与建筑整体的比例和尺度相吻合，与建筑的功能相吻合，这将决定 PV板的分格尺寸和形式。PV板的颜色和肌理必须与建筑的其他部分相和谐，与建筑的整体风格相统一例如，在一个历史建筑上，PV板集成瓦可能比大尺度的PV板更适合，在一个高技派的建筑中，工业化的PV板更能体现建筑的性格。 4.保温隔热的围护结构技术与自然通风采光遮阳技术的有机结合;精美的细部设计：不只是指PV屋顶的防水构造，而要更多关注的是具体的细部设计，pv 板要从一个单纯的建筑技术产品很好的融合到建筑设计和建筑艺术之中。 5.光伏系统和建筑是两个独立的系统，将这两个系统相结合，所涉及的方面很多，要发展光伏与建筑集成化系统，并不是光伏制作者能独立胜任的，必须与建筑材料、建筑设计、建筑施工等相关方面紧密配合，共同努力，才能成功。 6.建筑的初始投资与生命周期内光伏工程投资的平衡;综合考虑建筑运营成本及其外部成本。建筑运营体现在建筑物的策划、建设、使用及其改造、拆除等全寿命周期的各种活动中，建筑节能技术、太阳能技术以及生态建筑技术对与建筑运营具有重要影响。不仅要关注建筑初期的一次投资，更应关注建筑的后期运营和费用支出，不但要满足民众的居住需求，也要关注住房使用的耗能支出。另外，还应考虑二氧化碳排放等外部环境成本的增加等。12规划先行是太阳能光 伏建筑-体化的关键 解决太阳能与建筑一体化，解决建筑设计与太阳能施工的协调统一，其实在技术上并不是难题，真正的难点在于开发商的利益和公众的节能意识。而这迫切

浅谈太阳能热水器与建筑一体化

浅谈太阳能热水器与建筑一体化 摘要简要介绍了目前太阳能热水器与建筑一体化的几种方式，并对其优缺点进行了分析。 关键词太阳能热水器建筑一体化集热器 1 引言 在跨入21世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下,发展经济已成为全球热点问题。而能源问题将更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染、温室效应等都与化石燃料的燃烧有关。目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源的开发利用造成的。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21世纪后期的主导能源。 本文仅就太阳能热水器与建筑一体化进行简要介绍。 2 太阳能热水器与建筑结合的形式 我国太阳能热水器的年销量和保有量都是世界第一，太阳能热水器及系统是太阳能利用行业中技术最成熟、推广应用范围最广、经济效益也最显著的实用技术产品。 就目前而言，太阳能热水器与建筑结合的形式主要有以下三种： （1）屋顶单机——多层住宅 （2）分体壁挂式——多层、高层住宅 （3）集中式——多层、高层住宅或公共建筑 3 各种安装形式的特点 太阳能热水器安装形式比较：

3.1屋顶单机 屋顶单机分为两大类产品，一类是承压全自动产品，二类是非承压落水产品。 承压全自动产品的水箱能够承受一定的压力，采用冷水顶热水出的取水方式，冷热水压力相同，水温调节方便，使用舒适；集热管一般不与水直接接触，单根管破损亦不会造成跑水的现象。 非承压落水产品，是目前较普通的产品，最早最简单的结构形式，采用真空玻璃管直接插在水箱内，靠硅胶圈密封，单根管损坏则系统瘫痪；需配套电子控制系统使用，易出现误操作或失灵，后期维护量较大，存在一定的安全隐患，对使用安全性要求不高时一般采用。 屋顶单机系统有以下特点： （1）屋顶采光一般较好，采光效果一致性较强，集热效率高，屋顶面积足够的话，水箱容量可设计成较大的容量。 （2）产品一户一台，分户使用分户管理，使用维护方便。 （3）适用于多层住宅的配套，不适合高层的配套。建筑为平屋顶时，不影响立面效果，建筑为坡屋顶时，对立面的影响较大。建筑屋顶预留太阳能安装基础，保证后期屋顶防水的维护方便。需要建筑预留管道井和电线管，需要建筑屋顶有足够的可用布置空间。 （4）后期的维护量较大，尤其是室外冷热水管路保温伴热的部位，易出现冻裂和烫坏管件的可能。 （5）不同产品的太阳能单机外形差不多，整体外观效果一般。 采用屋顶单机作为建筑一体化的做法，目前不是太阳能与建筑一体化的较好的解决方式。 3.2分体壁挂式 分体壁挂式系统有以下优点： （1）实现分户管理分户使用，个性化强，物业无管理麻烦。 （2）水箱为承压式，顶水式取水，冷热水压力平衡，用水调节方便。解决了屋顶放置空间邻里关系问题、低层住户开阀门长时间排冷水问题、顶层住户热水压力不足问题、通风道排气堵塞性问题等诸多使用方便性和物业管理性问题。 （3）集热器和水箱均不占用屋面，不影响屋顶防水，不影响后期防水维护，避免影响建筑屋顶造型等建筑风格。 （4）突破了太阳能单机产品自然加热，温度不可控温的难点，保证了承压水箱室内放置的安全性。从技术性方面解决了防冻性和过热性问题。 （5）集热盒采用模具化铝合金拉伸料，支架采用铝合金拉伸料型材，实现了集热器的扁平化设计，重量更轻，载荷要求更低，与建筑结合更容易；外表面可根据建筑风格的颜色做喷塑处理，可很好的与建筑整体效果相结合。 （6）在太阳能水箱内设置专用的电辅助加热器舱，舱体表为搪瓷涂层，舱内配有电热器、陶瓷骨架、电控器等装置。电热器通过热辐射加热舱内空气，空气热对流加热舱体，舱体通过热传导加热水箱内的水。真正实现水电分离，使用更安全。 同时分体壁挂式系统又有以下不足： （1）集热器要根据建筑的阳台、墙面的尺寸来确定合理的集热面积与水箱的配比，现场条件不同时，保持固定的配比可能使同一栋楼的不同住户的产水量不同；在现场面积一定的情