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1、光伏系统在建筑中应用现状与展望光伏系统在建筑中应用现状与展望沈沈辉辉 中山大学太阳能系统研究所中山大学太阳能系统研究所 顺德中山大学太阳能研究院顺德中山大学太阳能研究院- 2 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15主要内容主要内容1.光伏发电基本概念光伏发电基本概念2.光伏系统与建筑结合的方式光伏系统与建筑结合的方式3.国外光伏在建筑中的应用现状国外光伏在建筑中的应用现状4.国内光伏在建筑中的应用现状国内光伏在建筑中的应用现状5.国外光伏建筑实例与评价国外光伏建筑实例与评价6.广东光伏在建筑中的应用现状广东光伏
2、在建筑中的应用现状7.存在问题与解决方法存在问题与解决方法8.发展发展趋势与趋势与前景展望前景展望9.结束语结束语- 3 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏发电基本概念光伏发电基本概念- 4 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏发电基本概念光伏发电基本概念太阳能技术主要内容：太阳能技术主要内容：-光热技术光热技术-光热转换光热转换-集热器（光谱选择性吸热表面）集热器（光谱选择性吸热表面）热水器、制冷空调、取暖、干燥
3、、海水淡化热水器、制冷空调、取暖、干燥、海水淡化-光伏技术光伏技术 光电转换光电转换-光伏组件（太阳电池光伏组件（太阳电池-半导体光电转换器件）半导体光电转换器件）独立系统（海岛、通讯、抽水）、并网发电独立系统（海岛、通讯、抽水）、并网发电太阳能技术推广市场：太阳能技术推广市场：-城市与农村：建筑结合、市政建设、城市与农村：建筑结合、市政建设、-沙漠电站沙漠电站：美国、西班牙、我国敦煌美国、西班牙、我国敦煌10 MW -太空电站：不受气候、季节影响，光伏电池满功率全时间发电太空电站：不受气候、季节影响，光伏电池满功率全时间发电- 5 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute fo
4、r Solar Energy Systems2011-2-15光伏发电基本概念光伏发电基本概念 原理: 利用半导体材料的光伏效应产生电流 材料：硅、锗、砷化镓等，最为广泛使用的是各种形式的 硅：单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜 器件：太阳电池或光伏电池 系统：太阳电池与电力电子设备通过组合形成发电系统。 应用：从太空到地面；从无电地区到城市并网发电 问题：价格昂贵；原因：高纯材料和工艺复杂 发展：降低成本；提高效率 未来：光伏电力将与化石电、核电和风电并驾齐驱- 6 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏发电基本
5、概念光伏发电基本概念光伏发电具有巨大的市场发展空间- 7 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏发电基本概念光伏发电基本概念- 8 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏发电基本概念光伏发电基本概念光伏发电在不就得将来可实现平价上网- 9 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15行业名称产品名称最高价最低价 平均价计量单位多晶硅料PolyS
6、ilicon60.0055.0057.20美元/公斤多晶硅片156mm Square Poly Wafer3.703.453.54美元/片单晶硅片156mm Square Mono Wafer3.903.603.74美元/片多晶硅片125mm Square Poly Wafer2.101.902.00美元/片单晶硅片125mm Square Mono Wafer2.202.002.10美元/片太阳电池Solar Cell Price Per Watt1.501.301.38美元/瓦晶硅电池156mm Square Poly Cell5.904.905.40美元/片晶硅电池156mm Squar
7、e Mono Cell6.405.155.79美元/片晶硅电池125mm Square Poly Cell3.652.903.27美元/片晶硅电池125mm Square Mono Cell3.953.303.61美元/片晶硅组件Silicon Module Per Watt1.901.651.71美元/瓦薄膜组件ThinFilm Module Per Watt1.501.251.32美元/瓦2010年年8月月30日日-9月月5日全球光伏产品价格日全球光伏产品价格- 10 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15
8、光伏系统与建筑结合的方式光伏系统与建筑结合的方式- 11 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏系统与建筑结合的方式光伏系统与建筑结合的方式 屋顶系统屋顶系统 已有建筑，附着式（简单、初期形式） 幕墙结构幕墙结构 已有建筑，附着式（简单、初期形式） 建筑小品建筑小品 新建筑、概念性、展示性 光伏建筑光伏建筑 光伏建筑构件、色彩、材料、功能、建筑规范 老建筑改造老建筑改造 古迹、教堂、纪念建筑- 12 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems20
9、11-2-15光伏系统与建筑结合的方式光伏系统与建筑结合的方式光伏与建筑结合技术光伏与建筑结合技术-光伏屋顶光伏屋顶-利用原有建筑和标准光伏组件，实现发电利用原有建筑和标准光伏组件，实现发电-光伏幕墙光伏幕墙- 利用标准组件或双玻璃组件，实现发电利用标准组件或双玻璃组件，实现发电-光伏建筑构件光伏建筑构件-光伏电池与建筑材料结合，成为建筑构件光伏电池与建筑材料结合，成为建筑构件光伏与建筑结合方式光伏与建筑结合方式-附着式（附着式（BAPV），简单、当前常用方式、适用已有建筑），简单、当前常用方式、适用已有建筑-镶嵌式（镶嵌式（BIPV），复杂、适用），复杂、适用新建筑、未来发展趋势新建筑、未来
10、发展趋势光伏组件的寿命：光伏组件的寿命：20年？年？30年？年？50年？年？- 13 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏系统与建筑结合的方式光伏系统与建筑结合的方式光伏建筑结合概念光伏建筑结合概念 - - 光伏发电技术与建筑本身的结合光伏发电技术与建筑本身的结合- - 普通结合采用标准组件和附着式安装方式普通结合采用标准组件和附着式安装方式- - 紧密结合采用光伏建筑构件和镶嵌式安装方式紧密结合采用光伏建筑构件和镶嵌式安装方式光伏建筑集成（或称一体化）光伏建筑集成（或称一体化）- - 主要采用光伏建筑构
11、件和镶嵌式安装方式，是光伏技术与建筑紧主要采用光伏建筑构件和镶嵌式安装方式，是光伏技术与建筑紧密结合形式，光伏电池作为建筑元素融入建筑本身。密结合形式，光伏电池作为建筑元素融入建筑本身。相关标准相关标准户用光伏建筑关键技术规范户用光伏建筑关键技术规范 - - 中国住宅中心中国住宅中心- 14 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏系统与建筑结合的方式光伏系统与建筑结合的方式光伏建筑组件：光伏建筑组件：双玻璃叠层：根据透光要求，调节电池片之间间隔双玻璃叠层：根据透光要求，调节电池片之间间隔中空玻璃：要考虑光线
12、折射损失与散热问题中空玻璃：要考虑光线折射损失与散热问题光伏电池瓦片：电池可与陶瓷、金属、聚合物等结合光伏电池瓦片：电池可与陶瓷、金属、聚合物等结合光伏外墙瓷砖：通过真空层压或硅酮胶粘接光伏外墙瓷砖：通过真空层压或硅酮胶粘接光伏集成屋顶：光伏集成屋顶：可用标准组件，通过集成技术形成发电屋顶结构可用标准组件，通过集成技术形成发电屋顶结构- 15 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏组件现状与发展光伏组件现状与发展标准光伏组件类型；（以材料成分分类）标准光伏组件类型；（以材料成分分类）Si ：单晶硅、多晶硅、
13、单晶硅、多晶硅、HIT (Sanyo) 封装结构：封装结构：(玻璃玻璃/EVA/电池电池/EVA/TPT)非晶（微晶）硅、非晶（微晶）硅、CSG（多晶硅薄膜（多晶硅薄膜, Q-Cells）CIGS (CIS) （CuInSe or CuInGaSe, CuInGaS or CuInS）CdTe (First Solar ) 封装结构封装结构：(玻璃玻璃/TCO/薄膜电池薄膜电池/EVA or PVB/PE or 玻璃玻璃)- 16 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏组件现状与发展光伏组件现状与发展全世界
14、光伏组件分析（全世界光伏组件分析（216家企业，家企业，2008年年11-12月统计）月统计） 种类种类 晶体硅晶体硅 2587， 93% 其中多晶其中多晶1506，54%；单晶；单晶1039，37%；EFG 34，HIT 8 薄膜薄膜 196, 7% 其中非晶硅其中非晶硅107；非晶硅；非晶硅/微晶硅微晶硅26； CIGS 43；CdTe 14; CSG 6 组件最高效率组件最高效率 单晶硅背面电极单晶硅背面电极19.6%，210 W, 美国美国Sun Power CIGS 11.3%, 第一，第一，85 W, 德国德国Solibro CdTe 11.1%, 第二，第二，80 W，美国，美国
15、First Solar- 17 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏组件现状与发展光伏组件现状与发展建设部项目关于太阳电池组件效率的要求指标建设部项目关于太阳电池组件效率的要求指标? 单晶单晶 16%；多晶；多晶14%，非晶，非晶 6% 国内企业组件效率国内企业组件效率 尚德尚德 58种，种， 非晶硅非晶硅9，无，无6%；单晶；单晶27，无，无16%；多晶；多晶22，5 种种14% 英利英利 19种，种， 多晶硅，多晶硅，5种种14%：14.3%，15.8%，17.3%，17.7，18.1，18.5 林洋
16、林洋72种，单晶硅种，单晶硅37，无，无16%；多晶硅；多晶硅35，5种种14% 天合天合 40种，单晶硅种，单晶硅23，无，无16%；多晶；多晶17，2种种14% 阿特斯阿特斯66种，多晶硅，种，多晶硅，6种种14% Sun Power 单晶硅，单晶硅，14种，种， 全部全部16%以上，最高以上，最高19.6%- 18 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15- 19 -太阳能系统研究所太阳能系统研究所 Institute for Solar Energy Systems2011-2-15光伏组件现状与发展光伏组件现状与发展光伏建筑组件：光伏建筑组件：双玻璃叠层：根据透光要求，调节电池片之间间隔双玻璃叠层：根据透光要求，调节电池片之间间隔中空玻璃：要考虑光线折射损失与散热问题中空玻璃：要考虑光线折射损失与散热问题光伏电池瓦片：电池可与陶瓷、金属、聚合物等结合光伏电池瓦
