建筑概论课程论文
太阳能光伏发电技术与应用
专 业 班 级 学 号 姓 名 教 师 成 绩
2014年 12 月9日
绿色建筑的光伏技术与应用
The photovoltaic technology and application of green building
（土建学院，建筑学，）
摘要：太阳能光伏建筑发电是新世纪的一种最重要的可再生能源，同时又是高科技在建筑中的创新应用。从光伏材料的特性出发，提出光伏构建集成到建筑的形体与设计中，涉及建筑整体造型和细部设计两个层面，这些方法可为建筑师在光伏建筑的创作提供可参照的依据。
关键词：绿色建筑，光伏技术，整体造型，生态环保
Abstract:Solar photovoltaic power buildings is one of the most important renewable energy in the new century, and technology in the construction of innovative applications.Starting from the characteristics of photovoltaic material, put forward the photovoltaic building integrated into the architectural form and design, involves two aspects construction overall modelling and detail design, these methods can be the architect in the creation of the photovoltaic (pv) provides the basis for reference.
Key words: green building, photovoltaic technology, the overall modelling, ecological and environmental protection.
引言
随着科技的发展，绿色节能建筑在人们的生活中逐渐产生，太阳能技术在绿色建筑中占据了至关重要的作用，同时太阳能的主被动技术在建筑中也充分的应用。
1.绿色建筑的概念
绿色建筑的室内布局十分合理，尽量减少使用合成材料，充分利用阳光，节省能源，为居住者创造一种接近自然的感觉。以人、建筑和自然环境的协调发展为目标，在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏，充分体现向大自然的索取和回报之间的平衡。绿色建筑能源包括风能，水能，太阳能，生物智能。
2.太阳能光伏建筑
光伏建筑一体化，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方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。根据光伏方阵与建筑结合的方式不同，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。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中，光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式，特别是与建筑屋面的结合。由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，
是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。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。
光伏材料在太阳辐射下会产生”光伏效应”(Photovoltaic Effect)，只有某些半导体材料才可能具有此特性，如：单晶体硅．多晶体硅、非晶体硅．GaAs、GaAIAs．InP，CdS．CdTe等。目前有些材料尚处于研发阶段，而市场上批量生产用于建筑中的光伏材料主要是单晶体硅，多晶体硅、非晶体硅。单晶体硅和双晶体硅光伏材料的光电转化率较高．但造价高．受太阳直接辐射影响大、表面温度升高导致光电转化率下降显著；而非晶体硅光伏材料的特点恰好相反，光电转化率较低，造价也较低，光电转化率受太阳辐射入射角和表面温度的影响均较小。光伏材料发电是依赖于太阳辐射．因而集成于建筑上的光伏材料实际发电效率除与光伏材料自身的特性相关外，还与建筑所在地的地理纬度和气候条件．光伏模块的布置方式和位置(方位角和倾斜角)、以及周边场地(遮挡情况)等因素相关。
光伏效应的发现和最初期的发展过程
年代 1839 1876 1883 1927 1930 人物 Edmond Becquerel W·G·Adms&R.E.Day C.E.Fritts Grondahl-Geiger Bergman 发现和发展 光伏效应-液体 Se中PV效应-固体 光电池 Cu2O光电池 Cu2O,Tl2S,Se 说明 第一次发现PV 适合现在应用 Se薄膜光电池 硅也被发现具有PV效应
3.太阳能光伏发电技术
3.1太阳能光伏板的构造详解
太阳能照明由太阳能电池板、蓄电池、太阳能灯专用控制器、发光体照明负载及灯杆等组成。如灯具采用交流电源时，需增加逆变器。
光伏太阳能电池的构造图
EVA：乙烯醋酸乙烯脂聚合物，在光伏组件中是粘合剂用的。
TPT:是耐候性材料，具有防水绝缘，阻隔紫外线。
太阳能直流供电方式系统框图
3.1.1蓄电池
蓄电池主要有铅酸蓄电池、Ni-Cd（镍-镉）蓄电池、Ni-H（镍-氢）蓄电池、锂电池等，目前我国室外照明大量使用全封闭、免维护的铅酸蓄电池。而蓄电池的容量一般是照明日耗电量的4-5倍，即，保持在连续阴雨4-5天的情况下能保持正常的供电，保证灯具的正常照明。 3.1.2控制器
太阳能照明系统中控制器的作用是控制太阳能照明系统的工作状态，如照明灯的光控或
设置开关、调光、雷电保护、电路短路保护，对蓄电池进行过充电保护、反充电保护、过放电保护、温度补偿等。 3.1.3逆变器
逆变器是将蓄电池输入的直流电变成交流电的装置，仅在照明负载为交流负载时使用。
逆变器一般也具有保护功能。 3.1.4照明负载
照明负载主要有LED发光二极管、三基色高效节能灯、低压钠灯、无极灯等。LED寿命
长，可调色、直流控制，但价格昂贵，而且功率低。节能灯功率可提高，价格便宜。其中高效节能灯是太阳能照明系统的主要光源。 3.2光伏技术的类型
光伏技术本质上分为两类：晶体光伏与薄膜光伏。晶体光伏技术又可细分为两类： 3.2.1单晶电池
使用从圆柱形单晶硅上切割下来的单晶制成。单晶电池的转换率最高（入射光转换率约
为 18% ），但其复杂的制造工艺导致产品的价格略贵。 3.2.2多晶电池
使用从熔化及再结晶硅的晶锭上切割下来的微细晶片制成。多晶电池的生产成本较低，但其效率略为逊色（入射光转换率约为 14%）。
薄膜光伏材料是通过将一层超薄光伏材料沉积在基片上制成的。最常见的薄膜光伏材料
是使用 a-Si（非晶硅）制成，但也可以使用多种其它材料，例如 CIGS（铜铟/二硒化镓）、CIS（硒化铟铜）、CdTe（碲化镉）、染料敏化等电池以及有机太阳能电池。 3.3光伏系统有两种基本运作模式: 3.3.1并网光伏系统