光伏幕墙工程技术应用探讨论文_张优亮

深圳金粤幕墙装饰工程有限公司

摘要:光伏幕墙可原地发电、原地使用,杜绝了由一般化石燃料发电所带来的严重空气污染。它集合了光伏发电技术和幕墙技术,因此太阳能光伏系统与建筑的结合成为了住宅建筑中的一个最新亮点,代表了建筑光伏一体化技术的最新发展方向。本文结合笔者多年的实践经验,对光伏幕墻工程技术的应用进行了分析探讨,旨在为相关设计提供一些帮助和借鉴。

关键词:光伏建筑一体化;光伏幕墻;应用

前言

太阳能光伏建筑一体化(BIPV),是当前太阳能利用的热点,也是未来太阳能利用的发展方向。由于光伏电池组件安装在屋面或墙面上,不占用宝贵的城市用地面积,本身不影响屋面的结构和表面强度、又为屋面遮挡了风雨,而且BIPV系统设备设置在建筑物上,离用电负荷最近,能大大地减少电能传输的损耗和成本(图1)。

图2 BIPV常见应用形式

1.3 光伏幕墙组件的分类及结构特点

光伏幕墙是将太阳能光伏发电技术与建筑幕墙的结合,体现了完美的可持续发展理念。具体来说就是将光伏玻璃替代普通的幕墙玻璃,来达到发电的目的。

要达到太阳电池与建筑美学的完美结合,必须做到太阳电池与现有建筑材料的完美结合,使得太阳能光伏建筑组件能像普通建筑材料一样使用,成为一种新型的建筑材料。目前在公共建筑中应用的太阳能光伏建筑组件主要有光伏夹层玻璃和光伏中空玻璃。

(1)太阳能光伏夹层玻璃

太阳能光伏夹层玻璃是将太阳电池夹在两层玻璃中间,通过胶膜将它们与内外层玻璃紧密粘接在一起,有非晶硅夹层玻璃和晶体硅夹层玻璃两种,它们都具有普通夹层玻璃的特点,可以像普通的夹层玻璃一样安装、使用。在立面幕墙上由于非晶硅光伏夹层玻璃的低价格、良好的弱光性和多样美观性而具有竞争力被广泛应用。非晶硅光伏夹层玻璃又分为百叶式、点透式和栅格式三种,百叶式是将非晶硅太阳电池条与普通白玻条间隔放置形成像百叶窗一样的形状,结构简单、成本最低,栅格式是将非晶硅膜层通过一定方法分割成一个一个小格子,使光线照射时形成一种衍射状态,最具光学效应,而点透式则是通过激光打点的方法将部分非晶硅膜去掉,整体透光效果最好。

(2)太阳能光伏中空玻璃

太阳能光伏中空玻璃分为外置式和内置式两种,外置式是将太阳能光伏夹层玻璃作为中空玻璃的外层玻璃,而内置式是将太阳电池条间隔放置在中空玻璃的中间。由于外置式太阳能光伏中空玻璃的外层夹层玻璃厚重,相应地需要将内层玻璃进行配重,因此整体结构显笨重、重量重,而内置式太阳能光伏中空玻璃则巧妙利用中空玻璃中间空间,不额外占用空间,因此结构紧凑、实用性强[1]。

2、 BIPV典型应用讨论

2.1 不同场所光伏电池元件、组件的比选讨论

光伏组件按形态可分为玻璃组件和柔性组件,光伏电池元件一般可采用晶体硅(单晶硅、多晶硅)和薄膜(多元化合物如非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒等)其比选见表1、表2。

表1 光伏组件比选

参考文献:

[1] 李现辉,郝斌.太阳能光伏建筑一体化工程设计与案例[M].北京:中国建筑工业出版社,2012:197.

[2]黄向阳,谢士涛.光伏建筑一体化建筑设计需注意的几个问题[R].深圳:中国南玻集团幕墙及光伏工程有限公司,2010.

[3]刘京华,庄向东,景丹阳.太阳能光伏与建筑集成化及发展前景[J].河北省科学院报,2000(17).

[4]李芳,沈辉,许家瑞等.光伏建筑一体化的现状与发展[J].电源技术,2007(8).

[5]施韬,沈佳燕,蒋金洋.光伏建筑一体化研究及应用现状[J].新型建筑材料,2011(11).

论文作者:张优亮

论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期

论文发表时间:2018/11/17

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