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1、光伏建筑一体化_BIPV_及光伏玻璃组件介绍 导读：就爱阅读网友为您分享以下“光伏建筑一体化_BIPV_及光伏玻璃组件介绍”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持!Doors &WindowsTM2009.08光伏建筑一体化（BIPV ）及光伏玻璃组件介绍王冬温玉刚苗向阳中国建筑材料检验认证中心车咚咚建材工业质量认证管理中心摘要：本文简要介绍BIPV 项目中光伏玻璃组件的结构。关键词：BIPV ；光伏玻璃组件；钢化玻璃夹层结构；中空结构1前言能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，能源的开发和利用极大的推动了世界经济和人类社会的发展。随着社会和经济的飞速发展，能源的需求日益增大，传统的石油
2、、煤炭能源日渐枯竭。能源的紧缺带来了人们对可再生能源的研究和开发。作为可再生资源的水能、风能、太阳能等正逐步发展起来。尤其是太阳能，具有不受地理位置局限、取之不尽用之不竭等得天独厚的优势。而光伏建筑一体化BIPV building integrated photovataic, 是一种太阳能发电模块和建筑（幕墙）的集成技术。集成的光伏产品可广泛用于建筑物的遮阳系统、建筑物幕墙、光伏屋顶、光伏门窗等部位，在满足常规的采光和建筑美学基础上，同时提供清洁环保的电能。如图1所示。目前，全世界有大约60%的太阳能电池用于并网发电系统，并且主要用于BIPV 1。图1BIPV 在各种建筑上的应用2BIPV
3、的发展国际上，1996年美国就开始实施了一项称为“光伏建筑物计划”生产大量的透明光伏玻璃幕墙制品，用于建筑物的屋面、墙面及光伏智能门窗。在联合国能源计划署的调查报告中指出，这种采用光-电建筑一体化组件的光电玻璃幕墙将成为21世纪的新兴产业。如美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“新阳光计划”等，这些国家的BIPV 技术在政府的资助下发展迅速。在我国，BIPV 示范项目在北京南站、奥运场馆、上海世博园等已经投入运行。2009年3月26日，财政部、住房和城乡建设部联合推出“太阳能屋顶计划”，对太阳能光电建筑应用项目装机容量大于50千瓦的光伏发电系统，原则上均以20元/瓦的资金
4、补助予以扶持。作为“太阳能屋顶计划”补充政策的“金太阳”工程由科技部和财政部共同推动，具体实施办法正在制定当中，有望于近期出台。该工程对国内光伏发电利用进行补贴，侧重于光伏电站和光伏发电并网，计划23年的时间内，在全国建立500兆瓦的光伏发电示范项目。这些利好消息将掀起中国节能环保生态建材的开发应用热潮，大大促进了光伏建材产品的发展及推广应用。图2为BIPV 应用实例。图2BIPV 应用实例ctc 检验认证专栏12Doors &WindowsTM2009.083BIPV 的特点及其玻璃组件结构3.1光伏电池及系统光伏发电的原理是利用某些半导体材料界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技
5、术。其关键元件是太阳能电池，目前应用最多的光电池材料是单晶硅和多晶硅。太阳能电池再经过串并联后进行封装可形成大面积的太阳电池组件。在光伏产业链中，从硅材料开始到最终形成光伏组件，如图3所示。图3光伏产业链条由于太阳能电池产生的电压为直流电，且受太阳光光强的影响，因此通常配合上蓄电池，逆变器、功率控制器等部件形成光伏发电装置2。如图4所示。图4光伏发电装置光伏发电系统有两种形式，一种是独立发电系统；另一种是并网发电系统，将电能直接输入公共电网。在这两种形式中，并网发电系统是太阳能光伏应用的主要形式，也是世界上大多数国家的发展方向。除了晶体硅光电池，现在还有非晶体硅电池也就是薄膜涂层电池。薄膜涂层
6、电池分两类，一类是硅基材料薄膜电池，一类是化合物半导体薄膜电池。化合物半导体薄膜电池主要是碲化镉薄膜，砷化镓薄膜等。相对于晶体硅电池，薄膜涂层电池的优点在于生产步骤少，电池组建整体性好，可以制成柔性组件，对于散射光和直射光都有很好的响应等等。缺点主要是转换效率低。相信随着科技的发展，薄膜涂层电池会有更大的发展空间。3.2BIPV 的玻璃组件结构BIPV 可以分为两大类：一种是光伏方阵与建筑的结合，建筑物作为光伏方阵的载体，起支撑作用，另一种是光伏方阵与建筑物的集成，光伏组件是作为一种建筑材料的形式出现，如光电幕墙、光电屋顶等2。不管是晶体硅电池组件还是薄膜硅电池组件，电池片和玻璃片的合理组合是
7、实现BIPV 的前提和基础。目前来说，典型的BIPV 光伏玻璃组件结构主要是：钢化玻璃夹层结构（双玻夹层结构）和中空结构的组合。3.2.1钢化玻璃夹层结构钢化玻璃夹层结构就是由两片玻璃，中间复合太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串联或并联汇集引线端的整体构建。两片玻璃必须是钢化玻璃，向光的一面必须是超白压花钢化玻璃；电池片可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅的一种。中间的胶片可以是EVA （乙烯-醋酸乙烯共聚物）或者PVB （聚乙烯醇缩丁醛树脂）。如图5所示。（a ）晶体硅电池片（b ）非晶硅薄膜电池片图5钢化玻璃夹层结构3.2.2中空结构中空玻璃的结构是两片或两片以上的玻璃组合，玻璃与玻璃之间
8、保持一定的间隔，间隔中是干ctc 检验认证专栏13Doors &WindowsTM2009.08燥的空气，周边用密封材料包裹。当光伏组件和中空玻璃结合时，主要有两种基本性形式：一种是将钢化玻璃夹层结构整体作为一块玻璃，然后和另一块玻璃组合成中空结构，如图6-b 所示是该种结构的最基本形式，现在还有一些其他的结构，但是总体作为中空结构的形式是一样的。另一种是晶体硅或者非晶硅电池片放置在中空玻璃的空腔内，电池片之间由导线串联或并联汇集引线端通过间隔条和密封胶引出，如图6所示。（a ）结构1（b ）结构2图6中空结构中空玻璃有两个很重要的特点：一是中空玻璃具有优良的绝热性能。在某些条件下，其绝热性能
9、可优于混凝土墙。据统计，一些欧洲国家采用中空玻璃比普通单层窗每平方米每年可节省燃料油40L 50L 。二是中空玻璃具有极好的隔声性能，其隔声效果通常与噪声的种类和声强有关，一般可使噪声下降30dB 44dB ，对交通噪声可降低31dB 38dB ，即可以将街道汽车噪声降低到学校教室要求的安静程度。随着社会经济发达程度的提高，建筑能耗在社会总能耗中所占的比例越来越大，因此为了达到建筑节能指标的要求，BIPV 光伏玻璃组件一般都作成中空结构，在隔热节能保温隔音的基础上，还能发电节约能源。4BIPV 应用的一些问题4.1电池和组件要求严格对电池的要求主要是转换效率高、工作性能稳定。对组件的要求主要是
10、符合建筑要求包括强度、外观、尺寸等，对不同的建筑还要符合一些特殊要求，如防火、隔音等等。4.2中空结构的失效光伏电池板和一般玻璃器件有个很大的不同：当电池片工作产生电流的时候，由于本身存在的内阻，会有发热和升温现象。对于不同的日照条件、气候条件和安装方式，电池板的表面温度也不同，在空气流通的室外，温度可以达到5080，对于晶体硅电池，由于存在热斑效应，有时局部温度能达到200。电池片的温度会使中空玻璃空腔内的空气过度膨胀，当夜晚没有日照时，随着电池片温度的降低，腔体内的空气也会降温收缩。这样，中空玻璃始终处于高低温交变的条件下，会使密封材料寿命大大缩短，造成中空玻璃密封失效，甚至玻璃炸裂。当电
11、池片电源导线采用在铝合金框上打孔穿出方式时，容易加速密封失效的速度。现在很多厂家在做光伏玻璃组件时，采用大小框的方式合成中空玻璃，从而电源导线不用从铝合金框内打孔穿出，再通过结构胶的密封，以减缓密封失效的速度。4.3BIPV 安全性能光伏组件与建筑的结合，会涉及结构安全性能：a ）作为幕墙的结构安全，需要满足三性：风压变形性能、雨水渗透能力、空气渗透性能；b ）当BIPV 光伏组件受到破坏影响时，电池片的正常工作产生何种影响；c ）固定组件的连接方式的安全性。组件的安装固定不是类似安装空调式的简单固定，而是需对连接件固定点进行相应的结构计算，并充分考虑BIPV 光伏组件在使用期内的各种不利情况
12、，光伏组件的使用寿命一般是25年，因此BIPV 的结构安全性问题不可小视。4.4应急处理BIPV 光伏组件在发达国家在建筑上的应用是非常慎重的，绝大部分应用在顶部。要将光伏组件大规模应用在建筑外围、门窗等部位，还需要进一步提高光伏建筑一体化应用技术，完善维护的及时性、应急处理、表面破裂、漏电保护等等不确定因素ctc 检验认证专栏14Doors &WindowsTM2009.08的解决方法。在目前尚无相关技术标准规范的情况下，正确地认识和理解光伏建筑一体化技术，合理地应用，实现光伏系统与建筑的良好地结合。5结论BIPV 的大规模应用，不仅可以提供舒适的居住环境，而且可以节约能源，减少能耗，同时可
13、以带动相关产业的发展。2006年实施的GB/T503782006绿色建筑评价标准明确将可再生能源发电做为优选项。2009年3月，国家财政部颁布太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法，重点针对BIPV 项目，补贴标准为20元/瓦（2009年）。与此同时，各地方政府也制定了地方光伏建筑一体化并网应用的上网电价配套补贴政策，这些促进太阳能并网应用政策的出台，势必会推动光伏建筑一体化的快速发展。参考文献：1中国可再生能源发展项目办公室主编，R中国光伏产业发展研究报告（2004-2005），北京，2006，8.2谢士涛，光伏建筑一体化技术与应用J，技术交流，2007，(9)，42-45.ctc 检验
14、认证专栏! “!”! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! “! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! “哈尔滨新建住宅执行节能65%设计标准近年来，黑龙江省哈尔滨市建筑领域节能减排步伐不断加快，目前新建居住建筑已开始执行节能65%设计标准，在国内建设节能领域居领先地位。据介绍，哈尔滨市从建设工程立项、施工图设计审查、设计审查备案、施工许可证发放等环节作出详细规定，为民用建筑工程严格执行建筑节能标准提供了制度规范，还先后组织
15、上百名专家完成了33个课题研究，总结确立了11种新型节能建筑结构体系，并将可再生能源-污水源热泵空调、地下水源热泵、太阳能技术等进行试点应用。在城市规划区域内已全面禁止使用黏土烧结砖，全市新型墙体材料生产比例达69.04%,应用比例达81.24%,分别比计划目标提高0.04和1.24个百分点。为切实推进新的建筑节能设计标准，哈尔滨市已对沿江既有建筑节能改造试点和节能65%示范工程开展建筑节能效果检测，完成了19个小区或项目的节能检测，检测面积达110万平方米，为下一步大面积推广这项工作奠定了基础。! “!”! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! “! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! “
