新型幕墙——光伏建筑一体化.pdf

2009年全国铝门窗幕墙行业年会论文 新型幕墙——光伏建筑一体化 庄大建，郑鸿生，肖坚伟 (广东金刚玻璃科技股份有限公司。汕头515063) 摘要近年来世界各国都投入巨资进行太阳能应用技术的研究，取得了很大的技术进步。上世纪90年 代以来，随着常规发电方式成本的上升和人们对环境保护的日益重视，“建筑物产源”和“户用并网光 伏系统”是光伏业界的追求的目标。本文主要针对观光幕墙与光伏并网系统如何有机地结合，提出一些 解决的方案，共同提高光伏组件在幕墙BIPV中的应用技术。 关键词现代建筑幕墙；双玻璃组件；并网方案 1 BIPV(光伏建筑一体化)现状 BIPV(光伏建筑一体化)的说法，最早起源于外国，由于其在太阳能的利用技 术方面，有着深厚的历史技术底蕴，尤其突出体现于BIPV普遍用于幕墙建筑结构。 如德国较为有名气的某某幕墙公司，已经将双玻璃组合的光伏模组直接安装于幕墙的 外围护结构上。有许多建筑外型给人一种耳目一新的全新视角。他们采用的这种做 法，既能够保证建筑物幕墙的安全性能，又能够对太阳能源的利用，是一种绿色能源 建筑。 我国生产的光伏组件占世界较大的份额，国内也有一些光伏电站的示例。但真正 能够与国外所谓提出的光伏BIPV的示范工程，却是少之又少。这其中有二方面原因。 其一，光伏组件及光伏系统的生产公司，他们缺少在幕墙建筑设计方面的技术，对幕 墙的安全要求也知者甚少。其二，作为幕墙公司，他们对光伏发电的应用概念较为模 糊，也没有做更深层次的研究。正因为这两种原因，国内未有较好的示例工程，可供 业界同行共享技术。 2光伏幕墙及光伏采光顶的建造概况 光伏建筑一体化在设计时，通常将建筑物所在当地的经纬度，结合当地气象公布 情况，寻找日照发电最佳角度。一般太阳能光伏系统的方阵采用正南方安装，其太阳 能年采集能量最高。光伏幕墙在设计时，还须考虑风压，抗震，风荷载所处的标高以 及密封性能的问题，选择合适的安装角度和方向。光伏幕墙采光顶是最佳的安装结构 形式。 一， 光伏建筑一体化在应用中，也应考虑阴雨天对室内侧光线的影响，可以从组件的 ·267· 2009年全国铝门窗幕墙行业年会论文 透光率，设计在10％—50％不等，通过组件中晶体硅电池片的排列间隔，而达到合 适的透光率。一些场合也可用非晶硅加工成建筑组件，这需要考虑组件的安全性能是 否达到建筑幕墙部位的设计要求而定。光伏采光顶采用横隐竖明的结构形式，更便于 屋面的排水。由于光伏幕墙是特殊建筑其中一种表达形式，有必要考虑通风降温的实 际问题。设计时，将外装饰与幕墙结构协调结合，使光伏建筑一体化更富有生机，更 能本现现代建筑的环保绿色设计理念。 光伏幕墙本身具有符合幕墙的建筑规范，又能够利用太阳能将太阳光转换成直流电 能，通过逆变器变换成交流电源，或通过控制器整流稳压成直流电能。其发电系统有独立 电网系统和并网系统以及带蓄能的独立电网系统等形式进行设计配置于光伏建筑一体化 中。由于蓄电池的使用寿命和维护的问题，往往并网系统应用于光伏幕墙更具优势，并网 系统的建造价格比带蓄能的独立电网系统要低，而且并网系统的年发电量比独立电网系统 要多。带蓄能的独立电网系统具有应急发电功能。这是两者的优缺点。 3双玻璃光伏产品的技术性能参数及设计 乳双玻璃光伏组件可按下列规定进行计算： 作用于双玻璃光伏组件上的风荷载和地震作用可按下列公式分配到两片玻璃上： 眠。=职鑫 (3．a一1) ％=职丧 ‰吨鑫 Q脚地禹 (3．口一4) 式中：耽一作用于光伏双玻璃上的风荷载标准值(N／mm2) 耽，×wk一分别为分配到各单片玻璃的风荷载