与建筑结合的光伏发电技术与工程

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1、与建筑结合的光伏发电技术与工程与建筑结合的光伏发电技术与工程与建筑结合的光伏发电技术与工程.txt本文由俸天承运贡献pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。专 题 专题文章之八与建筑结合的光伏发电技术与工程北京市计科能源新技术开发公司摘 要王斯成与建筑结合的光伏发电 ） （ 是光伏发电的重要应用形式， 近年来在世界上发展很快， 也是今后光伏市场的重点。本文详细介绍了 的基本概念、 安装形式、 技术要求和注意事项， 结合具体案例对 进行了技术经济分析， 环境效益评估， 寿命期财务分析和合理 的上网电价测算。关键词 技术现状 工程实例引言 、采用

2、普通太阳电池组件， 安装在平屋顶的建筑材料之上。据统计， 近几年世界光伏并网发电是光伏市场的主流， 发 展迅速， 国际能源机构 ） （ 已将太阳能光伏建筑 ） （ 列 入任务 （ ） 作为专项进行研究。根据 年的年 ， 度报告， 截止到 年底， 成员国 不含中国） （ 光伏发电 总安装量为 ，占全世界累计安装量的 ， 其 中并网发电安装量是 ， ； 占 离网发电安 装量是 ， 仅占 。 与建筑结合的并网发电 ） （ 将是今后若干年内光伏 发电最重要的市场， 应当引起足够的重视。 发展 的原因 、采用特殊的太阳电池组件， 作为建筑材料安装在平屋顶上。 、采用普通或特殊太阳电池组件， 作为幕墙安装

3、在南立面上。 、采用特殊的太阳电池组件， 作为建筑幕墙安装在南立面上。 、采用特殊的太阳电池组件， 作为天窗材料安装在天窗上。（ ）建筑能耗大约占社会总能耗的 ， 光伏与建筑结 合可以有效地减少建筑物对常规能源的消耗； （ ）光伏与建筑结合可就地安装， 就地发电， 就地上网， 不需要另外架设输电线路； （ ）光伏与建筑结合， 安装在屋顶或屋面上， 不需要额外 占地， 节省了土地资源； （ ）光伏发电属于半导体固态发电， 可靠性高， 几乎无需 维护， 服务期长达 年，一次投资， 多年受益； （ ）光伏发电没有噪声， 没有排放， 不消耗任何燃料， 也 不需要水， 安装在城市屋顶上， 不会给人们的生

4、活带来不便。 的建筑形式 光伏与建筑结合有如下几种形式： 、采用普通太阳电池组件， 安装在倾斜屋顶的建筑材料之上。 、采用普通或特殊太阳电池组件， 作为遮阳板安装在建筑上。 专用太阳电池组件 太阳电池与建筑相结合不同于单独作为发电装置使用，作为建筑的一部分， 除了发电， 还要考虑其它的功能， 如使室内 与室外隔离； 防雨； 抗风； 隔热； 隔噪音； 遮阳； 美观；能够作为建 筑材料供建筑设计师选择等。 普通的太阳电池组件结构如图 所示。 、采用特殊的太阳电池组件， 作为建筑材料安装在倾斜屋顶上。图 普通太阳电池组件结构新闻热线： ） （ ： 专 题为了与建筑结合和安装的方便，要么是将太阳电池制

5、作 成太阳电池瓦 见图 ） 要么是制作专用托架或导轨 见图 （ ， （ ） 为了便于安装， 。 与建筑结合的太阳电池常常制作成无边框 组件 见图 ） 而且接线盒一般安装在组件侧面， （ ， 而不是像普 通组件那样安装在背面。蚀绒面的办法，但可以在蒸镀减反射膜的时候加入一些微量 元素， 来改变太阳电池表面的颜色， 可以变成黄色、 粉红色、 淡 绿色等多种颜色。对于非晶硅太阳电池， 其本色已经同茶色玻 璃的颜色一样， 很适合做玻璃幕墙和天窗玻璃。 透光的要求 当太阳电池用作天窗、 遮阳板和幕墙时， 对于它的透光性 就有了一定的要求。 一般来讲， 晶体硅太阳电池本身是不透光的， 当需要透光 时， 只

6、能将组件用双层玻璃封装， 通过调整电池片之间的空隙 来调整透光量。由于电池片本身不透光， 作为玻璃幕墙或天窗 时其投影呈现不均匀的斑状。 晶体硅太阳电池也可以做成透光型，即在晶体硅太阳电 池上打上很多细小的孔， 但是制作工艺复杂， 成本昂贵， 目前还图荷兰 公司制作的太阳电池瓦没有达到商业化的程度。 非晶硅太阳电池可以制作成茶色玻璃一样的效果，透光 效果好， 投影也十分均匀柔和。如果是将太阳电池用作玻璃幕 墙和天窗， 选非晶硅太阳电池更为适合。 尺寸和形状的要求 因为太阳电池要与建筑结合，在一些特殊应用场合会对 太阳电池组件的形状提出要求， 不再只是常规的方形。如圆形图太阳电池导轨安装和专用托

7、架屋顶要求太阳电池呈圆带状，带有斜边的建筑要求太阳电池 组件也要有斜边，拱形屋顶要求太阳电池组件能够有一定的 弯曲度等等。 开展 应当注意的一些问题太阳电池安装的朝向 太阳电池与建筑相结合有时不能自由选择安装的朝向， 不同朝向的太阳电池的发电量是不同的， 不能按照常规方法进行 发电量计算。可以采用专用设计软件， ， 如 计算特定 地点不同朝向的光伏发电电量。图 展示的是德国对不同朝 向太阳电池的发电量的对图 与建筑结合的特殊无边框太阳电池组件比 注： 不同地点和不同气 （候条件下， 不同朝向发电 量的比例是不一样的） 。 对太阳电池提出的一些特殊要求 颜色的要求 当太阳电池作为南立面的幕墙或天

8、窗时，就会对太阳电 太阳电池的遮挡 太阳电池与建筑相结（ 假定向南倾斜纬度角安装的太阳电池 发电量为 ）池的颜色提出要求。对于单晶硅电池， 可以用腐蚀绒面的办法 将其表面变成黑色， 安装在屋顶或南立面显得庄重， 而且基本 不反光， 没有光污染的问题。 对于多晶硅太阳电池， 不能采用腐合，有时也不可避免地会受到遮挡。遮挡对于晶体 图 太阳电池不同朝向的相对发电量订阅本刊请拨： 转 专 题 硅太阳电池的发电量影响很大，对于非晶硅的影响会小得多。 一块晶体硅太阳电池组件被遮挡了 的面积，功率损失将 达到 ； 而非晶硅受到同样的遮挡， 功率损失只有 。如 果太阳电池不可避免会被遮挡，应当尽量选用非晶硅

9、太阳电 池。 太阳电池的温升和通风 太阳电池与建筑相结合还应当注意太阳电池的通风设计， 以避免太阳电池温度过高造成发电效率降低 晶体硅太阳电池 （ 的结温超过 时， 每升高 功率损失大约 ） 。 的电气连接方式 光伏发电的成本很高， 为了消除高成本的障碍， 必须有补 贴政策的支持。当前国际上比较普遍的做法有 种， 第一种是 “ 上网电价” 政策， 主要在德国、 西班牙、 意大利等欧洲国家实 施，其特点是电力公司以合理的上网电价全额收购并网光伏 发电系统的上网电量， 上网电价比常规电价高 倍 德国 （ 平均 欧元 ， 西班牙平均 欧元 ） 而用户 ， 用电则按照常规电价 大约 （ 欧元 ） 支付

10、电 费。由于光伏发电补偿电价不同于用户的用电电价， 所以采用 双表制， 一块表记录太阳电池馈入电网的电量， 另一块记录用 户的用电量。项目的初投资由开发商承担， 开发商通过向电力 公司出售光伏电量收回成本并赢得利润。这种情况下， 光伏发 电的并网点应当设在电网侧， 在用户电表之前。 “ 上网电价” 电气接线方式如图 所示。 图 “初投资补贴” “净电表” 加 计量政策下 的电气连接方式 防止太阳电池被遮挡的计算太阳电池如果被遮挡， 将会影响其发电量。当光伏电站功 率较大， 需要前后排布太阳电池方阵， 或当太阳电池方阵附近 有高大建筑物或树木的情况下， 需要计算建筑物或前排方阵的 阴影， 以确定

11、方阵间的距离或太阳电池方阵与建筑物的距离。 一般确定原则：冬至当天早 下午 太阳电池方 阵不应被遮挡。 计算公式如下： ! （ ）“ 光伏方阵间距或可能遮挡物与方阵底边垂直距离应不小于 。 ： （ 在北半球为正、 纬度 南半球为负） 北京为 ， ； ： 光伏方阵阵列或遮挡物与可能被遮挡组件底边高度差。 设计案例 可再生能源法的实施需要测算光伏发电的上网电价， 上 网电价的高低取决于光伏发电的协调成本、 当地太阳能资源、图 “上网电价” 政策下 的电气连接 方式自有资金与贷款比例、 贷款利息、 自有资金回报率、 有无政府 补贴等多种因素。下面就上海 的 案例进行分 析。案例的相关条件如下： （

12、） 类型： 并网光伏发电系统； （ ）系统功率： ； （ ）建设地点： 上海；国际上流行的另外一种鼓励政策是 初投资补贴” “ 净 “ 加 电表” 计量， 这种政策的特点是政府按照一定比例从初投资上 给予补贴， 电力公司并不以高电价收购光伏电量， 但允许光伏 电量抵消电网电量， 自发自用， 用户按照用户电表的 净计量 “ 值” 缴纳电费。这种情况下， 光伏发电的并网点应当设在负载 侧， 在用户电表之后， 见图 。（ ）年发电量： ； （ ）初投资： 万元； （ ）周期性投入： 年更新一次逆变器； 每 （ ）贷款比例： ； （ ）贷款利率： ； （ ）所得税： 不考虑。新闻热线： ） （ ： 专

13、 题 上海的太阳能资源 系统的环境效益分析假设太阳能光伏发电替代的是火力发电，则年发电量为 条件下年减排温室气体 。 太阳电池方阵面上的辐射量比水平面多 ， 平均日辐 射量为 。比全国平均值 要少。 系统设计和发电量计算 系统的财务分析和上网电价测算在初投资 万元 、 没有国家拨款、 贷款 情况 系统的初投资 下， 在保证自有资金回报率 时， 上海 项目合理的上 网电价测算为 元 。 结语（ ）与建筑结合的光伏发电在今后若干年都是发展重 点，可以有效地起到城市电力调峰和减少温室气体排放的 作用； （ ）由于光伏发电成本很高， 还不可能达到商业化， 必须 依靠政策杠杆才能得到发展， 最为有效的是 上网电价” “ 政策； （ ）中国 可再生能源法” “ 已于 年 月 日生效，但 是还没有得到有效实施， 必须认真落实才能真正发挥作用。 光 源阳能订阅本刊请拨： 转 1 本文由俸天承运贡献pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。专 题 专题文章之八与建筑结合的光伏发电技术与工程北京市计科能源新技术开发公司摘 要王斯成与建筑结合的光伏发电 ） （ 是光伏发电的重要应用形式， 近年来在世界上发展很快， 也是今后光伏市场的重点。本文详细介绍了 的基本