题目：太阳能光伏建筑一体化
目 录
1．太阳能光伏建筑一体化基本概念 2．太阳能光伏建筑一体化重要性
3．太阳能光伏建筑一体的分类与评价标准 4．太阳能光伏建筑一体化的设计
5．国内外太阳能光伏发电发展现状及前景 6．太阳能光伏建筑一体化的实施步骤
7．太阳能光伏建筑一体化关键技术问题的解决 8．国内太阳能光伏建筑一体化项目间介 9．结束语
太阳能光伏建筑一体化
常熟市华丽坚装饰工程有限公司 沈志春
摘 要： 随着《中国可再生能源法》的施行，太阳能光伏建筑一体化（BIPV）作为可再生能源在建筑上的应用技术受到广泛关注。文章通过对太阳能光伏建筑一体化应用技术的论述，就正确认识理解和应用太阳能光伏建筑一体化技术提出了自已的见解，可供大家参考。 关键词：可再生能源 光伏系统 太阳能光伏建筑一体化 光电幕墙 并网发电
1.太阳能光伏建筑一体化基本概念
所谓太阳能光伏建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合；从光伏方阵与建筑墙面、屋顶的结合来看，主要为屋顶光伏电站和墙面光伏电站，前者是将光伏方阵作为建筑材料结构的功能部分，包括用太阳电池组件取代传统的屋顶覆盖层或替代屋顶保温层等；后者仅把特制的光伏组件作为传统建材的一部分，是在完整的建筑物上增加光伏方阵，这种施工（制造）成本高（低）于前者；而光伏组件与建筑的集成来讲，主要有光电幕墙、光电采光顶、光电遮阳板等形式，这种集成既消除了太阳能对建筑物形象的影响，又避免了重复投资，降低了成本。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。太阳能光伏建筑一体化是未来太阳能技术发展的方向。
1.1.太阳能光伏建筑一体化技术的特点：
1.把太阳能的利用纳入环境的总体设计，把建筑、技术和美学融为一体，太阳能设施成为建筑的一部分，相互间有机结合，取代了传统太阳能的结构所造成的对建筑的外观形象的影响；
2.利用太阳能设施完全取代或部分取代屋顶覆盖层，可减少成本，提高效益； 3.可用于平屋顶或斜屋顶，一般对平屋顶而言用覆盖式，对斜屋顶用镶嵌式。 1.2太阳能光伏建筑一体化应用技术适用对象：
1、适用于城建较严格，要求安装规范、美观、不损害市容市貌的单位、集体、小区等；
2、适用于在建筑设计之处，就将太阳能作为建筑的一部分考虑在内，与建筑一同设计； 3、适用于各种形式的建筑，例如：住宅小区、高层楼群、别墅等等； 4、单台集体购买统一安装，该种形式主要适合于新建住宅小区和旧房改造。 1.3太阳能光伏建筑一体化优点：
（1）对于物业管理来说，安装规范、便于管理；对于房地产商来说，可以作为楼盘销售的卖点；
（2）可原地发电、原地使用，减少电能运输过程的费用和能耗；能够迅速地推广；
（3）可以单独为某个小区设立售后服务点，专门为该小区服务，免去客户的后顾之忧。 （4）能提供并网支持，尤其是在夏季有负荷的地区，创造了一种多样的且可恢复的能源系统；
（5）目前还没有支持光伏系统和光伏发电的房地产税；
（6）由于所利用的区域是建筑的一部分，不需要增加成本；避免了放置光电阵列额外占用宝贵的建筑空间，与建筑结构合一，省去了单独为光电设备提供的支撑结构；使用新型建筑维护材料，节约了外装饰材料，使建筑外观更有魅力；
（7）依据用户的使用频率，光伏发电系统能够带来可观的经济效益；在电网用电高峰期，光伏系统除保证自身建筑内用电外，还可以向电网供电，可缓解高峰电力需求，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的社会效益；
（8）杜绝了由一般化石燃料发电所带来的严重空气污染，这对于环保要求更高的今天和未来极为重要；
（9）由于光伏阵列安装在屋面和墙面上，直接吸收太阳能，避免了墙面温度和屋顶温度过高，可降低空调能耗。
（10）光伏发电系统能够减少大部分温室气体的排放，从而实现温室气体排放目标。 2.太阳能光伏建筑一体化重要性
随着经济建设和人民生活水平的提高，城市花园住宅已经成为潮流，同时能源危机和环境的恶化也在不断加剧，为此，既清洁又取之不尽的太阳能产品的开发和利用亟需普及，让太阳能产品助推城市花园化住宅实现既环保又节能，让未来住宅都太阳能化。它的广泛应用对于节约不可再生的矿物能源，保护环境，改善人类生存空间，实现经济社会的可持续性发展具有重要的意义。
从国际的能源发展战略来看，大力发展可再生能源，实现多种能源互补，我们国家是利用煤作为当家的，比如在未来20年会有多种能源。比如风能、太阳能、石油、天然气等共呈的。但是不管怎样说，人类从利用昨天的阳光到直接利用天阳光过渡会实现，我们讲昨天的阳光是煤、油等等，而今天的是光电转化等等，我估计到2050年可能会实现一定规模的光伏发电。
从现在发展来看，人类找到了两种最好的方法，就是太阳能光热和光电也好，就是跟建筑结合。另外一个就是电网发电，将来就是一个建筑本身，就是一个太阳能的工程，它可以利用网、光来进行转化。完全可以依靠它来生存。到2010年，2020年，有的可能要提前，太阳能要和传统的发电持平。包括国外西班牙、意大利他们都在开始，预测在2030到2050年光伏发电将会更高。在光伏建筑方面，德国、日本走在了前面，代表了人类可再生能源利用的发展方向。
太阳能光伏建筑一体化提出了“建筑物产生能源”的新概念，即通过建筑物，主要是屋顶和墙面与光伏发电集成起来，使建筑物自身利用太阳能资源产生电 力。随着光伏发电技术与建筑的日益融合，极具发展潜力的太阳能光伏幕墙，除了达到玻璃幕墙同样的美观效果外，还能利用太阳能光伏发电技术，产生新能源。太阳能光伏幕墙是将太阳能电池与各类普通建筑玻璃结合制成可以发电的建筑材料，产品包括各种晶体硅与非晶硅太阳能光伏夹层玻璃、晶体硅与非晶硅太阳 能光伏中空玻璃等，不仅具有发电功能，还具有独特的美学效果，同时不影响作为建筑材料的各项功能。节能环保的太阳能建筑代表了建筑科技的发展方向，它集发电、隔音、隔热、装饰于一体。
2006年中国大气二氧化碳排放达历史最高,这应该引起我们高度重视，我国应对气候变化问题,采取一系列措施,当然首先要节约能源,但更要注重发展可再生能源，特别是太阳能光热利用和光伏利用。在城市发展光伏并网发电的效果是很好的，特别是与光伏与建筑结合，可降低系统成本，同时也不占用土地，而且可减少二氧化碳排放，这表明城市发展光伏建筑很有价值。实现光伏系统与建筑的良好地结合，还需要我们进行深入广泛地研究。可以预见，太阳能光伏建筑一体化将成为21世纪的市场热点，成为21世纪建筑节能市场的亮点。 3.太阳能光伏建筑一体的分类与评价标准
太阳能光伏建筑集成光伏系统的组件包括三种：建筑屋顶一体型组件、建筑幕墙一体型组件以及柔软型组件。 3.1建筑屋顶一体型组件：
建筑屋顶一体型太阳电池组件是指在屋顶的表面将太阳电池组件、屋顶的基础部分以及屋顶材料等组合成一体的屋顶层。建筑屋顶一体型太阳电池组件按建筑物上的安装方式，可以分成可拆卸式、屋顶面板式以及隔热式。 （1）可拆卸式建筑屋顶一体化太阳电池组件； （2）屋顶面板式建筑屋顶一体化太阳电池组件； （3）隔热式建筑屋顶一体化太阳电池组件；
（4）使用HIT太阳电池的建筑屋顶一体化太阳电池组件。
它们的优点是：a. 太阳电池设置的部分可以省去屋顶瓦，从而可以降低成本，与框架式设置方法相比可以节约50%的工时；b. 可以省去太阳电池下面铺设的屋顶材料，可以减轻屋顶的重量；c.与平板瓦一样可以最大限度利用屋顶的面积，且外观也很美观。另外，由于混合型太阳电池的转换效率较高，因此同样的设置面积可以得到较大的发电量。此外，这种电池有较好的温度特性，可以抑制夏季高温时太阳电池发电量的减少。 3.2建筑幕墙一体型组件：
建筑幕墙一体化太阳电池组件适用于高层建筑物。作为壁材和窗材使用，建筑幕墙一体化太阳电池组件可分为：玻璃壁式建筑幕墙一体化太阳电池组件、金属壁式建筑幕墙一体化太阳电池组件等。
3.3柔性式建筑一体化太阳电池组件： 主要用于窗户玻璃，曲面建筑物等。
随着建筑一体化技术、大面积化技术以及施工方法的研究、开发，建筑一体化太阳电池组件将会在太阳能发电方面得到越来广泛的应用。 3.4太阳能光伏建筑一体化设计的评价标准：
光伏发电系统可以以优雅美学的方式集成在建筑物上，从而成为建筑物整体的一部分。衡量高质量建筑一体化项目，需要一些衡量标准，尽管大多数光伏建筑达到了好的技术性能，但是光伏系统与建筑的集成不是很好，同时建筑的质量也经常不很令人满意。一个集成度很好的项目，其建筑质量需要达到高的标准，同时建筑本身的质量以及光伏系统的技术性能也需要满足要求。
（1） 自然集成 自然集成即光伏系统成为建筑物的自然逻辑部分，如果没有光伏发
电系统，建筑物就像缺少什么，光伏发电系统与建筑物俨然构成一个不可分割的整体。
（2） 建筑物令人满意 基于一个好的设计，光伏发电系统是否给设计增加了一些吸
引眼球的特色。建筑物应该看起来比较吸引人，同时光伏发电系统也很明显地
改善了设计，这是个非常直观的问题，毫无疑问，人们觉得有些建筑就是比其他建筑更具有吸引力。
（3） 组成结构完善 光伏组件的颜色和质地需要与其他润色材料相一致。在大多数
情况下，光伏系统是按一定的方式生产的。例如，用无框架组件取代有框架组件，采用特别的光伏技术可以获得适合的颜色、透明度、形状以及质地。
（4） 栅格、融合以及组成 光伏系统的尺寸要与建筑物的尺寸以及建筑物上的栅格
像匹配，这些决定了组件的尺寸以及建筑物上使用的栅格条的尺寸。 （5） 整体融合 建筑的整个外表应该与光伏系统相融合，并与建筑物整体相一致。
在具有历史意义的建筑物上，倾斜型光伏发电系统比大个组件耐看。同样，采用高科技的光伏发电系统应更适合高科技建筑。
（6） 工程质量良好 这不仅涉及到建筑的防水、可靠性，还包括细节的完美，细节
部分是不是经过详细的构思，设计者是否注意到了细节部分？材料是否浪费？这些都决定了工作细节的效果。
（7） 设计创新 光伏发电是一种技术创新，因此需要在建筑物上有创新的思维，新
思维能够增强光伏市场，增加建筑物的价值。
4.太阳能光伏建筑一体化的设计
4.1设计原则
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。 4.2建筑设计
BIPV的设计应从建筑设计入手，首先对建筑物所处地的地理气候条件及太阳能的资源情况进行分析，这是决定是否选用BIPV的先决条件；其次是考虑建筑物的周边环境条 件，