光伏建筑工程一体化.doc

光伏建筑一体化技术 当前光伏系统在建筑上应用重要有两种方式，即BAPV（附着在建筑上光伏系统）和BIPV（光伏建筑一体化）。BIPV光伏建筑一体化，将光伏产品集成到建筑物上。单晶硅双玻璃光伏组件作为一种建筑材料应用在建筑上，集发电、隔音、隔热、安全和装饰功能为一身，使建筑物自身成为一种新型功能性建筑。随着人们对绿色建筑结识加深，BIPV光伏建筑一体化将逐渐取代常规BAPV应用。BIPV光伏系统，直接将太阳能电池与屋面建筑玻璃结合在一起，不但避免了重复建设，节约了材料，并且减少了安装工序，也无需额外用地或增建其她设施。既增长了屋面透光性能，又起到装饰和遮阳双重作用。在节约能源同步，最大限度地体现建筑美学，践行绿色设计理念。太阳能光伏组件选取光伏发电系统重要由一系列单晶硅双玻璃光伏组件构成，将光伏组件作为一种新型建材使用，是建筑物不可分割一某些。而光伏组件核心部件就是太阳能电池，它是一种运用光生伏特效应将太阳光能直接转换成电能元件。光电转换效率和制导致本是制约太阳能电池发展两个重要问题。当前太阳能电池均是以硅材料制造，可分为：单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅薄膜电池。晶体硅太阳能电池发展最早，技术成熟，性能稳定，占太阳能电池总产量90%，其高光电转换效率是非晶硅太阳能电池无法比拟。而单晶硅具备比多晶硅更高光电转换效率，技术更成熟,颜色均匀稳定无色差、无花纹，市场份额更大，应用更广。依照当前市场现状，由于硅材料价格大幅下降，晶体硅价格已基本接近非晶硅价格，因而，采用高效单晶硅太阳能电池具备更好技术优势和品质保证。太阳能光伏组件成本分析当前单晶硅电池价格和非晶硅电池价格已基本相似。但由于单晶硅电池光电转换率较高，非晶硅电池光电转换率较低，单位面积下单晶硅电池功率能达到非晶硅电池2倍以上。在总功率相似时，所需要非晶硅电池面积将远不不大于单晶硅电池面积。如再计入光伏组件合成合成时所使用其她材料，单晶硅组件单价将低于非晶硅组件。在总造价相似状况下，单晶硅组件能比非晶硅组件达到更高总功率，年发电量更高。太阳能光伏组件选取综上所述，单晶硅光伏组件光电转换效率最高，技术最成熟，性能最稳定，无衰减，颜色均匀统一，价格也适中，国内外成功应用案例最多。它是当前及此后光伏建筑应用主流产品，适合在光伏采光顶、光伏遮阳、光伏幕墙等各种形式光伏系统中应用，完全满足建筑安全性能规定。并网光伏系统原理概述并网光伏发电系统重要由太阳能电池组件、并网逆变器、汇线箱、线槽、直流配电柜、交流配电柜、电缆等，和一套数据采集监控系统构成。白天阳光充分时，光伏组件将太阳能转换成直流电，经串并联后接入汇线箱和直流配电柜，达到后续设备电气性能规定后进入逆变器，再通过逆变器将直流电转换成交流电，输出给建筑物负荷使用。采用顾客侧并网方式，自发自用。阴雨天或夜晚无阳光时，光伏组件不产生电能或产生电能不满足负荷用电需求时刻由市电供电。并网光伏系统直接将电能并入电网，省去了昂贵蓄电设备，将太阳能光伏发电作为市电补充，也可对公用电网起调峰作用。单晶硅双玻璃光伏组件单晶硅双玻璃光伏组件采用高效单晶硅太阳能电池片构成。单晶硅双玻璃光伏组件特点：A：单晶硅双玻璃光伏组件室外表面采用太阳能专用6mm厚低铁超白钢化玻璃，其透光率可达91%以上，既增长电池片对太阳能吸取，又能满足建筑物对玻璃强度规定。B：单晶硅双玻璃光伏组件采用8mm厚钢化玻璃作为背面玻璃，大面强度能达到84MPa，具备很强抗冲击性能，也提高了建筑物安全性能。C：中间封堵材料采用太阳能专用PVB胶膜。PVB胶膜具备良好粘结性、韧性和弹性，具备吸取冲击作用，可防止冲击物穿透，虽然玻璃破损，碎片也会牢牢粘附在PVB胶膜上，不会脱落四散伤人；同步，PVB胶膜具备抗老化、高透过特点，既提高了建筑物安全性能，又保证了光电系统运营稳定性和可靠性。D：所有玻璃都通过二次均质解决，最大限度地减少了钢化玻璃自爆率。并网逆变器逆变器输出电压和频率与电网同步，电网断电时系统自动启动孤岛保护，以免对维修人员导致伤害。逆变器输出频率为50/60Hz，正常工作条件下偏差不超过2%。逆变器还具备如下保护功能：A：欠电压保护：当输入电压过低时，逆变器欠电压保护动作自动关机。B：过电流保护：当工作电流超过额定电流50%时，逆变器过电流保护动作。C：输出短路保护：在输出短路时逆变器输出短路保护动作。D：极性接反保护：输入逆变器直流极性接反时保护动作。对于小型或者大型分散并网式光伏电站，普通采用组串式逆变器，这种做法安装以便，逆变器可以分散安装，不受地理条件影响。对于大中型光伏电站，如果使用小型组串式逆变器，势必数量会诸多，相应电缆、开关等电气元件诸多，故障点多，占地面积大。集中型逆变器在大中型光伏电站可以弥补小型逆变器局限性，具备如下优势：A：灵活系统架构，通过不同汇流方式使进入配电室电缆数控制至少，不需配备诸多桥架。B：使用三相功率模块，使逆变器输出380V交流电，频率50Hz，正常状况下其偏差不超过2%，与电网相位一致同步运营，直接连接到电网，不会因三相不平衡给电网带来负面影响。C：逆变器对每串光伏组件进行监控及数据分析，当浮现故障时迅速查出故障点，便于迅速有效地维护；D：安装以便，无需其他支架固定，直接放在地面上使用，占地面积小。每台逆变器有MPPT最大功率点跟踪系统，最大限度地提高发电量；可灵活配备光伏组串；具备过压、短路、孤岛、过热、过负荷等完善保护功能。汇线箱及线槽采用太阳能专用MCB系列直流汇线槽。汇线槽内置接线端子、断路器、直流防雷模块、PG11防水接头以及有关附件。线槽顺着屋面主体钢构造铺设，再垂直向下敷设至高架层内马道上，最后沿马道进入设备房，电缆较好保护和隐藏在线槽内。光伏组件组串连线依照屋面状况，顺着纵向线槽至横向线槽再垂直向下到高架层内。光伏系统低压并网逆变器将直流电转换后输出三相380V交流电，直接与市电网连接，供负荷使用。顾客网并网，自发自用。白天用电高峰期也正是光伏发电高峰期，系统供负荷用电，局限性某些由市电补充。并网点装有隔离开关，以便安装于检修。监控系统为了更好掌握整个系统运营状况和故障检测，采用一套监控系统对整个光伏发电系统进行数据采集与实时远程监控。监控系统重要涉及数据采集器、环境检测仪（含风速、辐照、温度等）、电脑及监控软件等。监控内容：A：实时气象状况；B：光伏发电状况及运营参数；C：电源界面（直流侧、交流侧）；D：发电量。系统防雷、接地办法光伏屋面构造与建筑物主体防雷系统可靠连接；所有布置线槽金属外壳与建筑物主体接地系统可靠连接；太阳能电池直流侧均采用防雷电涌保护器。在太阳能电池方阵汇线箱内安装一级防雷电涌保护器；并网逆变器交流输出侧有防雷、过压、欠压、漏电等各种保护。屋面阴影遮挡分析阴影遮挡来自两个方面：A：周边建筑物、树木和相邻光伏电池板（统称为建筑物阴影遮挡）；B：季节变化导致阳光投射角度小而产生得阴影遮挡。两者都也许影响太阳能发电量。前者在选取安装场合时应尽量避免；后者是客观存在，要详细分析计算影响大小，采用相应办法。光伏发电系统应用应注意下列问题：A：应充分理解本地气象条件、年均日照时间、月平均日太阳辐照量等可靠数据，这是立项重要基本。B：前期可行性研究必要进行技术经济分析，并结合设备造价、安装费用、电能联网预期效益与收入、政府财政支持等因素进行综合评估。C：建筑物自身以及周边环境状况，是提供光伏发电应用基本条件，必要充分理解；光伏发电系统设计应充分考虑建筑物功能、建筑外观及周边环境条件。D：光伏发电系统设备、器件类型对的选取，涉及其先进性、可靠性、兼容性、可维护性、环境耐受性等技术指标，对于此后应用效果有直接影响。E：系统调试与初期投运期间，对阴影遮挡状况进行检查与分析不可忽视，可以及时采用改进办法，进一步提高系统运营效率。