光伏建筑一体化(BIPV)的应用.pdf_第1页
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圃 光伏建筑一体化( B I P V ) 的应用 高兴时沈阳远大铝业工程有限公司 摘要:伴随着全球能源危机的日趋严峻,节能降耗,大力发展新能源已经迫在眉睫。太阳能光伏发电作为新能源发电项目,其具备着较 大的市场发展空问。而太阳能光伏发电技术的重要发展方向之一就是光伏建筑一体化( B I P V ) 。因此文章就光伏建筑一体化( B I P V ) 的具体 应用进行略速。 关键词:光伏建筑一体化I P v ) ;太阳能瓦;独立运行;并网运行 伴随着全球能源危机的日趋严峻,节能降耗以及大力开发 新能源已经成为了全球各国的共识。在新能源建设中,利用太 阳能光伏发电,对于缓解我国能源危机以及日益增加的用电需 求具有十分重要的意义。 1 太阳能光伏发电及光伏建筑一体化概述 太阳能是一种可再生能源,总量丰富,可开发性较强,而 且清洁无污染。太阳能光伏发电是利用太阳能光伏电池的光生 伏打效应,实现光能和电能之间转换的一种发电技术。通常来 说,太阳能系统中主要的组成部分有太阳能电池组件、太阳 能控制器以及蓄电池( 组) 系列。如果需要输出交流2 2 0 V 和 1 l O V 的电源的时候,还需要借助逆变器的功能,因此需配置逆 变器。在整个太阳能光伏发电系系统中,应用价值最高的组成 部件就是太阳能电池组件,其主要发挥着能源转换的重要作用。 现阶段建筑能耗在我国整体能源消耗中占据着较大的比 例,加之经济水平的逐渐提升,各种电气化设备的广泛应用, 使得用电需求日益提升,加之社会节能环保理念的盛行,国家 对于新能源的开发利用也是持支持的态度。因此在这种时代背 景下,光伏建筑一体化( B I P V ) 技术应运而生。 2 光伏建筑一体化( B I P v ) 的应用范围 2 1B I P V 屋顶系统太阳能瓦 在建筑屋面上应用太阳能发电技术,主要的产品为太阳能 瓦。由于布置太阳能瓦不需要进行支架的安装,因此不会对建 筑物的整体面积进行占用。其主要的实现形式为将单晶硅或者 是多晶硅的太阳能电池直接在瓦状的光伏电池板中进行封存, 有效融合其和屋顶的瓦板为一体。同时,若周边环境对于瓦片 的反光有相应的规定,则可以将瓦片制成不均匀的反光板,以 降低光污染,但并不影响最终的发电效率。 2 2B I P V 光电玻璃系统晶体硅光伏玻璃 太阳能光电玻璃主要的实现方式为封装单晶硅和多晶硅太 阳能电池片在两片透明的钢化玻璃中。太阳能光电玻璃不仅不 对建筑面积进行占用,还能起到装饰建筑外观的重要作用。然 而其也存在一定的不足,主要原因在于光伏电池单体封装的部 位不透明。如果在日常使用过程中,需要实现透光效果的时候, 则需要通过对光伏电池单体间的空隙进行调整或者对光伏电池 单体的总量进行降低的措施,所以其外观效果相对零碎。晶体 硅光伏玻璃的主要适用范围为建筑物的天棚和遮光棚,其具备 一定的透光需求但是对于视觉感受的要求相对较低。 2 3B I P V 光电玻璃系统非晶硅薄膜光伏玻璃 现阶段,广泛应用在建筑物中的非晶硅薄膜光伏玻璃主要 有1 0 9 6 、5 和1 三种透光率的产品。主要是将非晶硅薄膜组 件通过激光刻划,将非晶硅膜制作出不同透光性能的组件。上 述三种透光率的光伏玻璃就外观效果而言,无显著差异,投资 成本也基本相似。其主要区别在于不同透光率的玻璃具备不同 的光电转换效率,具体而言透光率的增加和光电转换效率呈反 比关系。针对透光和视觉要求比较高的建筑物,例如室内天 棚及立面幕墙等位置,就可以采用1 0 9 6 透光率的光伏玻璃; 针对透光要求及视觉要求都不是很高的场所,例如室外天棚以 及遮阳棚等场所,就可以考虑采用5 透光率的光伏玻璃; 若对于透光要求及视觉效果几乎无要求的场所,就能够采用1 透光率的光伏玻璃。非晶硅薄膜光伏玻璃电池单体的转换率相 对较低,但是其能够适用于使用条件较低的环境中,例如在阴 天或者雨雪天,其能够利用弱光发电特点实现发电功能,且能 够持续较长的发电时间。 3 光伏建筑一体化( BIP v ) 的设计原则及运行方式 3 ,1 设计原则 一方面,应依据建筑物的具体特点以及所处的位置环境, 对太阳能光伏电池板的布置区域进行确定。优良布置区域应尽 量远离遮荫物,朝南房屋日照时间较长,东西方位日照时间相 差不大。同时应依据建筑特点合理选用应用方式,例如采光要 求不高的屋面及墙面可以利用太阳能瓦;视觉要求及透光要求 不高的建筑物可以采用晶体硅光伏玻璃,反之则应用非晶硅光 伏玻璃:另一方面,依据发电量的需求及投资状况,合理布置 光伏电池板的区域面积、安装组件总数及具体的排列方式等。 3 2 运行方式 第一,独立运行。该运行方式能够在电池组中将太阳能光 伏发电系统所发出的电能储存起来,并转拶其为化学能,在有 用电需求的时候只需要借助电池组的功能将化学能直接转换为 可以使用的电流即可实现发电功能。独立运行方式的组成部分 包含了光伏方阵、蓄电池、控制器、离网逆变器及交流负载。 独立运行的显著特点就在于不必要求发电和用电同步进行,可 以在无需用电的时候将太阳能转换为化学能储存起来,在需要 用电的时候再将其转换为电能进行使用即可。显然独立运行方 式的重大缺陷在于容易增加能量之间的转换损耗,同时其暂时 不用的化学能需要在蓄电池中进行储存,这就使得整个系统中 需给蓄电池预留足够的空间,严重制约了发电容量的继续扩大。 同时为确保蓄电池功能的正常发挥,还需要定期进行蓄电池的 维护,这也使得投资成本相应增加。所以独立运行方式通常适 用于边远无电网的区域:第二,并网运行。显而易见,并网运 行和独立运行方式的主要区别在于,并网运行在发电的过程中 就可以直接将太阳能转换为电能进行使用,无需将其首先转换 为化学能并进行存储。其主要组成部分有光伏电池方阵、并网 逆变器等,其利用逆变器直接将光伏发电系统中发出的直流电 转换为交流电并输送到电网中进行使用,或者通过并行连接电 网端而传输交流电给低压负载上。由于并网运行不需要储存化 学能,其系统中能够节约大部分的蓄电池空间,便于后期进行 发电容量的扩大,并且其对于用电设备电源的可靠性也有着十 分重要的作用。目前该技术已经趋于成熟,适用于城市电网中, 但是具体应用还需和当地供电部门进行沟通。 总之,光伏建筑一体化( B I P V ) 是太阳能光伏发电的重要 应用方向之一。在具体应用的过程中,应在设计阶段优化设计, 并且充分结合建筑物的结构特点及周边环境、投资成本等,进 行合理的布置,同时还应该和当地的供电部门进行良好的沟通, 从而确保其真正发挥作用。 参考文献: 【1 】张适阔光伏建筑一体化的特点及设计分析】门 窗, 2 0 1 4 , 0 7 :2 4 9 【2 】孙颖,糜仲春,罗林推广

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