光伏发电在民用建筑中的应用

1、光伏发电在民用建筑中的应用摘要：太阳能光伏发电技术因为节能环保而得到了广泛的 应用,本文简单介绍了光伏发电这一新型环保、节能技术的原 理以及当前太阳能电池的主要类型,并進一步分析了太阳能光 伏发电在民用建筑的应用。关键词：光伏发电 民用建筑 应用 能源是社会发展的根本动力,现代的民用建筑对传统的能 源过分依赖,高能耗、低效率的建筑不仅增加了能源的消耗,而 且污染环境。太阳能光伏发电直接将太阳光转换成电能,是一 种不需燃料、没有污染获取电能的高新技术,而且安全可靠、 清洁卫生、无噪声、无污染、建设周期短、维护简单,近年来, 随着建筑节能要求的提高,太阳能光伏发电系统与建筑一体化 已成为应用光伏发

2、电的发展方向1。1、光伏发电原理介绍太阳能光伏发电系统的组成 太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄 电池（组）以及逆变器组成。1.1.1 太阳能电池板太阳能电池板是光伏发电系统中的重要部分。其作用是将 太阳的光能直接转化为电能。它的基本构造是由半导体的 PN 结组成,原理是太阳光照在太阳能电池板的半导体 p-n 结上,形 成新的空穴-电子对,在 p-n 结电场的作用下,空穴由 n 区流向 p 区,电子由 p 区流向 n 区,接通电路后就形成电流。1.1.2 太阳能控制器太阳能控制器采用高速 CPU 微处理器和高精度 A/D 模数转 换器,是一个微机数据采集和监测控制系统。它的作用

3、有表现 在以下三个方面:功率调节功能。通信功能:简单指示功能和协议通讯功能。完善的保护功能:电气保护反接,短路,过流等。1.1.3 蓄电池 目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池,胶体 蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。国内目前被广泛使用的主要是: 铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池。1.1.4 逆变器逆变器(inver ter)是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变 成交流电(一般为 220v50HZ 正弦或方波)。通过全桥电路,一 般采用 SPWM 处理器经过调制、滤波、升压等,得到与照明负载 频率、额定电压等相匹配的正弦交流电供系统终端用户使用 2。2、太阳能电池的主要类型及特点（1）太阳能电池按照

4、材料组成主要包括以下五种类型:1）硅 太阳能电池:以硅为基体材料（单晶硅、多晶硅、非晶硅）。2） 多元化合物薄膜太阳能电池:由两种或两种以上的元素组成具 半导体特性的化合物半导体材料制成的太阳能电池（硫化镉、 砷化稼、碲化镉、硒铟铜、磷化铟）。3）聚合物多层修饰电极 型太阳能电池:用含有一定数量的碳碳键且导电能力介于金 属和绝缘体之间的半导体材料制成的电池（分子晶体、电荷转 移络合物、高聚物）。4）纳米晶太阳能电池。5）有机太阳能电 池:是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。（2）太阳能电池按分类不同,各自的特点:1）硅太阳能电 池。单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。2）多 元化合

5、物薄膜太阳能电池。它效率较非晶硅薄膜太阳能电池效 率高,成本较单晶硅电池低,并且也易于大规模生产,但由于镉 有剧毒,因而会对环境造成严重的污染。3）聚合物多层修饰电 极型太阳能电池。由于有机材料柔性好,制作容易,材料来源广 泛,成本底等优势,但是电池的寿命和效率有待提高。4）纳米晶 太阳能电池。电池的成本廉价,工艺简单,性能稳定。其光电效 率稳定在10以上,寿命能达到 20年以上。5）有机太阳能电 池。相对于无机太阳能电池,有机太阳能电池的主要缺点是较 低的能量转换效率,稳定性差和强度低。3、光伏发电在民用建筑中的应用光伏发电与建筑物相结合,不额外占用土地资源,可以自发 自用,减少输电投资和输

6、电损失,且在建筑用电高峰可以缓解电 力紧张,保证建筑物的电力供应,同时还可以建筑物降低对传统 能源的依赖,促进建筑节能减排。光伏发电与建筑一体化光伏发电与建筑一体化(BIPV)，就是将太阳能光伏电池 板与建筑物屋顶及外立面相结合达到充分利用太阳能的功效。 目前主要有以下应用形式3:应用在建筑物的部分或者全部的屋顶。常用在一些大 型的公共建筑，如体育场馆、火车站、汽车站等，在在项目建成 投入使用后，太阳能光伏发电系统将提供电能供室内照明及设 备使用。成立专门的太阳能光伏发电站。此类项目往往用于群 体建筑，如北京奥运场馆及奥运村、住宅小区等。将太阳能电池板做成建筑外墙窗户的雨篷、阳台窗户 的雨篷或者建筑物外立面玻璃幕墙。此类项目多用于单体民用 建筑。应用于路灯和一些景观照明灯。主要应用于市政设施。目前光伏发电应用于建筑中存在的问题 太阳能光伏发电与建筑结合目前仍有许多问题需要解决: 太阳能电池板组件价格偏高导致项目初期的投入加大;国家对 这一建筑类型的技术规范有待进一步具体和完善;有地域限制, 我国北方地区的日照时间短,应用较为困难;项目资金回报率较 慢等等。4、结语 在能源和环保压力的促进下,太阳能光伏发电技术已逐步 成为走可持续发展道路的首选技术之一。虽然由于价格、法