光伏建筑一体化设计浅谈

Word版本，下载可自由编辑光伏建筑一体化设计浅谈本文给出了光伏建造一体化(BIPV)的定议，分析了BIPV与BAPV的区分。着重研究了光伏建造一体化设计中需要注重的几个问题，以供参考。

1前言

随着石化能源的逐渐枯竭，自然环境的恶化，人们越来越重视太阳能、风能等可再生能源的通过。光伏建造一体化建造是光伏应用形式中最临近人类生活的一种，其效果的好坏将直接影响到人们对光伏产品的映像。

2光伏建造一体化的定义

光伏建造一体化(BIPV)技术即将太阳能发电(光伏)产品集成到建造上的技术。BIPV即BuildingIntegratedPV，PV即Photovolta-ic。光伏建造—体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建造上(BAPV：BuildingAttachedPV)的形式。

3BIPV建造设计中需注重的几个问题

3.1光伏组件的力学性能

作为一般光伏组件，只要利用IEC61215的检测，满足抗130km/h(2，400Pa)风压和抗25mm直径冰雹23m/s的冲击的要求。用做幕墙面板和采光顶面板的光伏组件，不仅需要满足光伏组件的性能要求，同时要满足幕墙的三性试验要求和建造物平安性能要求，因此需要有更高的力学性能和采纳不同的结构方式。例如尺寸为1200mm×530mm的一般光伏组件普通采纳3.2mm厚的钢化超白玻璃加铝合金边框就能达到使用要求。但同样尺寸的组件用在BIPV建造中，在不同的地点，不同的楼层高度，以及不同的安装方式，对它的玻璃力学性能要求就可能是彻低不同的。南玻大厦外循环式双层幕墙采纳的组件就是两块6mm厚的钢化超白玻璃夹胶而成的光伏组件，这是利用严格的力学计算得到的结果。

3.2建造的美学要求

BIPV建造首先是一个建造，它是建造师的艺术品，就相当于音乐家的音乐，画家的一幅名画，而对于建造物来说光芒就是他的灵魂，因此建造物对光影要求甚高。但一般光伏组件所用的玻璃大多为布纹超白钢化玻璃，其布纹具有磨砂玻璃阻止视线的作用。假如BIPV组件安装在大楼的观光处，这个位置需要光芒通透，这时就要采纳光面超白钢化玻璃制作双面玻璃组件，用来满足建造物的功能。同时为了节省成本，电池板背面的玻璃可以采纳一般光面钢化玻璃。

一个建造物的胜利与否，关键一点就是建造物的外观效果，有时候细微的不协调都是不能容忍。但一般光伏组件的接线盒普通粘在电池板背面，接线盒较大，很简单破坏建造物的整体协调感，通常不为建造师所接受，因此BIPV建造中要求将接线盒省去或躲藏起来，这时的旁路二极管没有了接线盒的庇护，要考虑采纳其他办法来庇护它，需要将旁路二极管和衔接线躲藏在幕墙结构中。比如将旁路二极管放在幕墙骨架结构中，以防阳光直射和雨水侵蚀。

一般光伏组件的衔接线普通外露在组件下方，BIPV建造中光伏组件的衔接线要求所有躲藏在幕墙结构中。

3.3建造结构与光伏组件电学性能的协作

在设计BIPV建造时要考虑电池板本身的电压、电流是否便利光伏系统设备选型，但是建造物的外立面有可能是一些大小、形式不一的几何图形组成，这会造成组件间的电压、电流不同，这个时候可以考虑对建造立面举行分区及调节分格，使BIPV组件临近标准组件电学性能，也可以采纳不同尺寸的电池片来满足分格的要求，以最大限度地满足建造物外立面效果。另外，还可以将少数边角上的电池片不衔接入电路，以满足电学要求。3.4建造隔热隔音的要求

一般光伏组件并没有像中空玻璃一样的隔热空气层，只是容易地安装在建造物上或者支撑构件上，和建造物并没有形成统一的整体。这时的光伏组件作为BIPV组件来使用往往会将大量的热量带入室内，造成耗能和节能相冲突的状况，同时也不能满足建造的隔音要求。这时可以将一般光伏组件做成中空Low-E玻璃的形式，这样既能隔热又能隔音。或者采纳南玻大厦一样的双层外循环系统的幕墙形式。

3.5建造采光的要求一般光伏组件为了提升效率，会将电池片间距缩小到2～5mm。但在BIPV组件中，要考虑到室内的采光要求，这时要调节电池片间距到25mm左右，使组件的透光率在30%左右。

3.6光伏组件安装便利的要求

BIPV光伏组件作为建造物的一部分，它安装要求比一般组件的安装要求高无数，难度大无数。普通BIPV组件安装高度较高、安装空间较小。考虑到安装便利，可以将光伏组件做便利拆卸的单元式幕墙形式，这样既便利了安装，同时也提升安装精度。

3.7光伏系统寿命问题

一般光伏组件封装用的胶普通为EVA，因为EVA的抗老化性能不强、使用寿命达不到50年，不能与建造同寿命。EVA发黄将会影响建造的美观和系统的发电量，所以设计师在挑选BIPV组件时应当尽量避开使用EVA封装的组件。Schott和Schuco现在已经有PVB封装的光伏组件，国内还没有厂家把握这种技术。PVB已经成熟应用于建造用夹胶玻璃的制作，用PVB代替EVA制作的光伏组件会有更长的使用寿命。渴望国内光伏组件生产商尽快把握PVB封装技术。

一般光伏系统的大部分衔接线都是放开在大气中，空气对流充分，温度低。BIPV建造系统中的衔接线大多都在幕墙立柱、横梁等密闭结构中，其温度远远高于一般光伏系统电线所处的环境温度，这对BIPV建造系统中电线的要求也高无数。一般系统中，普通使用一般的聚氯乙稀铜线就能满足要求。但在BIPV系统中，我们建议使用光伏专用电线：双层交联聚乙烯浸锡铜线。另外考虑到温度对电阻的影响，BIPV建造系统中选用的电线直径应当要比一般光伏系统大一些。

建议挑选闻名国际品牌的衔接器；有同事做过对照试验。性能优异的衔接器的防水性能和耐老化性能要比普通的衔接器好无数。假如衔接器的防水性能不好，这可能会导致大楼带电。