目前,国内最大的敦煌
光伏电站正在加紧建设,发电能力10MW;世界最大的
内蒙古自治区
鄂尔多斯光伏电站预计⒛19年全部建成,总功率达2000MW,光伏板'总面积将超过2000万平方米。这些电站光电板阵列建在地面上,除发电外没有建筑功能,不属于光伏建筑的范围。除了这种专用光伏电站外,
光伏技术应用的另一条途径是量大面广、相对分散的一体化光伏建筑。光伏建筑的发电部分与建筑是有机的整体,也是建筑的组成部分,通常同时设计,同时施工。
近年来,光伏技术已经开始在建筑工程中得到了应用,不少项目采用了光伏
玻璃幕墙和光伏玻璃
采光顶。目前我国光伏基础产业正急速发展,加之国家出台了一系列鼓励采用光伏技术的政策规定,幕墙行业在工程中采用
光伏产品的积极性不断高涨,业主也大力支持,-个光伏技术应用的新高潮正在形成。
从光伏板阵列与建筑物的关系来区分,可以分为分离式和合一式两种。目前国内两种
方式都有应用。最近,也有一些建筑同时采用两种方式而成为混合式。
1 分离式光伏建筑
分离式光伏建筑中,光伏板阵列靠近主体建筑或在屋顶上设置,虽然它是整个建筑的有机组成部分,但它有自身的
支承结构体系,光伏板仅仅作为产能装置,不作为建筑的围护结构,建筑物还要另设
建筑幕墙、
门窗或屋面(图1、图2),或者建筑本身不需要围护结构(图3~图8)。采用这种体系设计和施工都比较简单方便,避免了幕墙和采光顶的建筑功能受到干扰。设计光伏板系统时只需考虑光电系统本身的要求,不用兼顾作为建筑幕墙和采光顶所必须的光学、热工、防水、密封等种种复杂的要求,可以合理朝向,最大限度地发挥其发电功能,达到最佳的光电转换效果。
光伏系统容易维护,修理更换不用担心影响建筑幕墙和采光顶受到影响;而建筑幕墙和采光顶破损时只要更换普通板块,与光伏系统无关,不会影响房屋的供电。加之光伏板与各个建筑本身关系不紧密,可以规格化,成批流水线生产,成本较低。其缺`茕是造价较高,分离的光伏阵列有时还要占用额外的建筑面积。
江苏皇明
太阳能公司在其办公楼的顶部和正面设置了独立的弧形光伏板阵列(图6),尽显“太阳”这一个主题。
图7和图8分别为建筑物顶部的建筑部件——围拦和架空地面,它们的主要功能是发电,不作为围护结构,但它们是建筑物不可分割的部分,是光伏一体化建筑。
图9是汕头金刚公司的光伏
遮阳板,独立于封闭幕墙之外。
北京净雅大酒店的光伏一多媒体幕墙是产能——
节能幕墙应用的一个典型。酒店整个三百都由光伏板阵遮盖,白天发出的电能储存在电池内,晚上对多媒体幕墙的
LED光源供电这一幅幕墙面积达2000平方米,由930O块光伏板组成。竖向布置的钢架单独支承面板.离开主体建筑。面板无须密封,所以可以按照建筑设计要求成叠瓦状布置,开放板耋-图I0~图13)。光伏板有9种类型,分别布置12～24 块光电池。
除大陆外,我国台湾省也建造了一些分离式光伏建筑,如台湾电力公司的开敞式展览馆.四周无墙,屋面是独立的发电采光顶(图14、图15)。
最近举行的高雄世界运动会会场采用了光伏屋顶(图16、图17),共使用了8800块光伏板,输出功率1MW。
2 合-式光伏建筑
合一式光伏建筑与分离式设置不同,光伏板本身就兼作围护结构的面板。由于只有一层面板、一套支承结构,施工简化,材料节省,也提高了建筑面积的使用率。但这样一来玻璃夹层板就要具有两重功能:一方面作为幕墙板和采光顶板件,要具有透光、遮阳，防水、密封、隔音和热工性能;另一方面,作为光伏板,要满足超白、小变形和电工方面的要求。有时候这两方面的要求互相矛盾,就会产生设计或施工的困难。例如当
保温要求采用中空
玻璃采光顶时,从安全方面考虑,内侧(下侧)玻璃应为
夹层玻璃,单片钢话玻璃放在外侧(上侧);而作为光伏板,夹有光电池的夹层玻璃应放在外侧、上方。这样一来只得采用双夹胶
中空玻璃来同时满足两者的要求,幕墙本身的造价要增加。而且,如果要更换损坏的幕墙、采光顶板块,就会牵涉到电路上的一些问题,比较麻烦。此外光电板的遮挡、美观等问题要与建筑设计方面协调,光伏板的布置和朝向不能随意选取,无发挥最大的光电转换效果。由于和具体的建筑外观设计联系在一起,光伏板型号、规格很多,难以批量生产,生产成本高,周期长。
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