硅系列光伏组件在光伏建筑一体化中应用.docVIP

硅系列光伏组件在光伏建筑一体化中应用 　　摘要：本文对单晶硅、多晶硅、非晶硅三种硅成份的太阳能电池核心组件的原理、性能、应用等方面进行了系统的比较、分析，并对以上光伏组件在光伏建筑一体化（BIPV）中存在的问题进行了描述和总结。 　　关键词：光伏建筑一体化（BIPV）单晶硅多晶硅非晶硅 　　Abstract: This paper analyzes the monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, silicon solar cell components of the three core components of the principle, performance, application and other aspects of the system, and sum up the problems existing that the photovoltaic component in building integrated photovoltaic (BIPV). 　　Keywords: building integrated photovoltaic (BIPV); silicon; silicon; amorphous silicon 　　中图分类号：[J59] 文献标识码：A 文章编号： 　　 　　一 前言 　　随着人类社会的发展，能源的消耗量越来越大，传统石化能源价格不断上涨并日渐枯竭。太阳能作为一种清洁能源，是一种几乎不受地理位置限制，近乎取之不尽的能源。光伏建筑一体化BIPV（BuildingIntegrated Photovoltaic ），将光伏发电技术与传统建筑相结合，既有效降低了建筑本身日益增长的采暖、空调等方面的能耗需求，又充分考虑到建筑本身采光、安全、美学等方面的要求，在国际、国内得到多方面的支持和越来越广泛的应用[ 《太阳能光电建筑（BIPV）应用财政补助资金管理暂行办法》（财政部、住建部2009年3月26日颁布） 　　 《关于支持加快太阳能光电建筑（BIPV）应用的政策解读》（财建[2009]128号，财政部2009年4月发布）]。 　　二 光伏建筑一体化（BIPV） 　　光伏发电的原理 　　光伏发电是利用光伏组件的光生伏特效应，将光能转化为电能的一种技术，其核心元件为光伏电池。光伏电池是一种由光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，当太阳光照到半导体光伏材料上时，光伏材料会把光能转化为电能，产生一个较小的电压（0.5-2V），当多个电池串联或并联起来就可以成为有较大输出功率的太阳能光伏组件。 　　图1展示了一个常见的离网式光伏发电系统：由多路串联的光伏电池并联后组成光伏阵列，产生220V直流电压；220V直流电压通过控制器、逆变器供给负载，或对蓄电池进行充电；在光伏阵列无法提供充足电能情况下（如夜间），控制器切换供电回路，由蓄电池对负载供电；另配备有双路后备交流220V电源，分别在逆变器端和控制系统端，如遇长期阴雨天或光伏组件故障，同时蓄电池也无法提供充足电能，系统在逆变器端的后备220V交流电源能自行启动，供给负载。 　　 　　 　　图1 光伏发电原理图 　　BIPV需考虑的建筑因素 　　BIPV主要解决的是光伏系统在建筑中的应用，在进行BIPV建设过程中，需考虑与建筑本身相关的多项要素： 　　机械性能 　　常规光伏玻璃的断层结构由外层（晶硅为钢化玻璃，非晶硅多为导电浮法玻璃）、中空层、电池片层、钢化玻璃层组成，BIPV建筑中使用的光伏组件最终是作为建筑的一部分来体现的，整体组件的结构应该是均匀稳定的，并具有相应的机械性能。光伏玻璃组件要求具有一定的厚度和抗冲击性能，应满足IEC61215标准中抗130km/h(2400Pa)风压和抗25mm直径冰雹23m/s的冲击的要求；光伏玻璃组件具有耐热、耐寒、耐湿及一定抗风压能力；光伏电池片层（晶硅或非晶硅）具有良好的粘结性、韧性和弹性，具有吸收冲击的作用，即使玻璃破碎，碎片也会粘连在组件上，不会脱落四散，从而提高安全性。 　　物理性能 　　光伏组件的光学性能主要由其本身的透光率决定，通过调整电池片的排布（晶硅）或电池薄膜的厚度（非晶硅）来调整透光率，以求达到不影响建筑物的外观效果和建筑内部采光（光伏幕墙）的目的。 　　得益于光伏组件中的中空层，光伏组件具有良好的降噪、隔热能力。 　　BIPV的实现形式 　　BIPV建筑物能为光伏组件提供足够的面积，不需要另占土地，还能省去光伏组件的支撑结构，其实现形式也是多样的，如平屋顶、斜屋顶、光伏幕墙（立面）等。 　　平屋顶 　　直接在建筑物屋顶平