光伏发电与建筑一体化设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,光伏发电与建筑一体化设计,1,一 太阳能光伏发电概述,二 建筑光电一体化系统,（BIPV）,三 光电一体化的做法,四 总结,2,一 太阳能光伏发电概述,3,1.1太阳能电池的工作原理,光伏技术可直接将太阳的光能转换为电能，用此技术制作的光电池使用方便，特别是近年来微小型半导体逆变器迅速发展，促使其应用更加快捷。,4,5,1.2太阳能电池的种类与特点,单晶硅,单晶硅效率最高，商业化生产单晶硅效率达1618%，实验室效率达30%，但生产工艺复杂，成本居高不下,6,多晶硅,多晶硅电池效率较高，商业化生产单晶硅效率达1416%，实验室效率达20.3%，生产成本较低，适合大规模生产,7,薄膜电池,非晶硅电池是第一个商业化生产的薄膜太阳电池。成本较低，目前非晶硅太阳能电池及组件达到的最好的稳定转化效率约为1012%;商业化生产稳定效约为67%,8,1.3太阳能光伏发电系统,9,独立式太阳能发电系统,在独立式系统中,(Stand,alonle systems),，白天产出的多余电能储存在电池组中以备夜间及昏暗多云天,气时使用,10,11,并网式太阳能发电系统,当有电网时，就不需电池组储能了。晴朗的白天，多余的光电能出售给公用事业系统；夜间，电网则释放电能。实际上，电网相当于一个大蓄电池，它可使光电系统所有者和许多电力公司都受益，因为时常是酷热晴朗的夏日最需要电网，而夜间电力公司就,有足够的储存能量去出售。,12,亚洲最大的太阳能电站深圳国际园林花卉博览园的1兆瓦光伏并网发电系统,13,1.4多云天，光电能输出能量的规则,1,部分多云天，可达到晴天能量的,80,；,2,在烟雾蒙蒙的情况下，可有晴天时,50,的能量；,3,天空云层极厚时，可有晴天时,30,的能量输出。,14,1.5光伏发电的特点,1,可持续性,(,可再生性,),，,2,无污染,3,对人与地球无害；,4,高级能源，用途广泛；,5,安静无噪声；,6,直接向需求地供能,(,无需能量传输,),；,7,在需求高峰炎热晴朗的夏季，是最佳使用的能源；,8,对创造建筑围护材料有额外的好处,(,即取代传统建材,),；,9,高度可靠性；,10,没有运动部件；,11,不需维护；,12,模数化,(,尺寸可因需要而定,),；,13,运行成本低；,15,二 建筑光电一体化系统,（BIPV）,光电系统为建筑供能有很多种方式：从远离建筑的光电场到作为建筑结构的一部分。一些公用事业公司通过大型中心光电场以增大他们的电能，而另一些电力公司则通过建立靠近用户的小型光电场达到这个目的。有的光电阵列集电板布置在毗邻建筑的地方，有的被置于屋顶上，或者干脆整个结合到建筑的围护结构中。在这种情况下，建筑光电一体式系统就,应运而生，简称,BIPV,。,16,BIPV is new for construction workers too.,17,2.1光电构件,光电组件有很多型号、样式和颜色。多晶硅元件是美丽的蓝色，与晶状结构形成迷人的图案。大多数薄膜光电组件是深褐色的，其中一些很柔软，适合用于曲形表面目前已有金色、紫色、绿色的组件问世。,18,光电构件,19,2.2光电阵板的朝向和倾角,要想最大限度地获取太阳辐射，必须使集电器与太阳辐射方向垂直。由于太阳的运行轨迹每天和每年都在变化，所以只有双轴跟踪式集电器才能,在全年最大限度地达到要求。,然而只有在干燥气候中双轴跟踪集电器才是比较好的，因为它有着大部分的直射光，甚至这里也有,10,一,20,的太阳辐射为漫射。在大多数晴朗潮湿气候条件下，大约只有,50,的太阳辐是直接射入；而在多云的天气中，,80,或更多的辐射是漫射。,20,通常，选择最佳朝向为正南方，但这样会损失从东南,20,。,到西南,20,。,范围的小部分辐射。然而，日负荷能力会影响到建筑的实际朝向。比如小学上课时间为清晨到下午这段时间，光电阵板朝向为东南,30,。,较为合适，如果早晨有雾的话，朝向西南则较合适。,随着光电组件价格不断下降，对朝向和倾角的选择将会变得不那么重要。把它设在屋顶及南立面上都是可以的。同时东西立面也是可供利用的，这样可以获得高达最佳南向输入能量的,60,。,21,三 光电一体化的做法,22,3.1用光电设备作屋面板,理想屋顶应为斜顶，同时用光电板覆面。斜坡式屋顶还较易防水。浅坡式屋顶并不适合安装光电板，因为它们离理想的朝向与倾角相差太远，而且也太易积灰积雪。较陡的角度可使光滑的光电阵板上雨雪很容易滑落。,23,光电板作为屋面的天窗,24,光电板作为中庭屋面,25,26,在平屋顶上，附加支撑可以获得理想的倾角，但同时也失去了光电板与建筑的整体性。,27,锯齿形的高侧窗要比平屋顶好得多，因为南向坡被建筑光电一体化设备占据了，北向玻璃窗就可以用于昼光照明。南向的光电板也可选用半透明的，这样高侧窗可在采集南面昼光的同时采集太阳辐射，产生电能。,28,如果光电板与屋顶成为一体，则其下面需要通风以降温。在冬天，可以收集这些余热以采暖。光电屋盖板和瓦很适用于大多数传统屋面。除了为每个单元供电之外，它们与传统作法没什么不同,。,29,与OM系统结合,30,3.2用光电设备作建筑立面,不但南立面可用光电设备作立面，东立面、西立面也可以，并且能产生相当多的电能。如果建筑有凸窗棂的话，必须保证窗棂较薄，使光电板不至于产生太多阴影。如果建筑较低部位被遮挡，例如在高密集城区或场地内有大量树木的常见情况下，那么只能在较高部位安装光电设备。,31,32,3.3玻璃窗与光电设备,有两种典型的光电玻璃窗系统。,一种是半透明的，更像浅色玻璃窗,33,34,35,另一种是由透明玻璃窗上安装不透明光电元件，这些元件排列的间距决定了玻璃窗的透光率，就像我们在玻璃窗上涂上井字纹一样,36,以上任何一种光电玻璃窗体系都能选择一定的透明度。当然，透过的光越多，产生的电能就越少。因为大量玻璃窗是现代建筑的特征之一，所以即使非常透明的光电设备仍能产生大量能量。,37,38,目前，一种仅用红外辐射发电的光电玻璃窗正在研制中。这样，既可以发电又可降低昼光温度，这正是,多数向南的办公大楼需要的。,39,3.4,光电幕墙,多个太阳能光电池经加固处理，镶嵌在特殊的透明度极高的低铁玻璃中，彼此之间经过其背面的导线相连，从而构成了一个整体的光电板。此幕墙体现了智能化特点，把太阳能光电技术集成到幕墙中不占有建筑面积，且太阳能光电板优美的外观，具有特殊的装饰效果，更赋予建筑物鲜明的现代科技色彩。,40,3.5光电系统与遮阳设备,对于光电系统来说，建筑遮阳设备是重要的可利用装置，因为它提供了适当的倾角。遮阳系统中的光电板，既可是半透明的，也可是大范围的透明玻璃窗。,41,42,光电系统既可整体组合于入口雨篷中，也可组合于在一些独立式遮阳结构中,43,就目前而言，虽然把光电板用于露天停车场遮阳上的费用过高，但遮阳结构与光电发电器相结合，就会物有所值。随着电力汽车的数量增加，这些结构会,成为理想的“充电站”,44,3.6优秀实例,45,46,47,48,四 总结,49,4.1建筑光电一体化系统有如下特点：,1,减少电流输送过程的能耗这部分费用有时高达总电价的,25,2,避免了放置光电阵板的额外占用宝贵空间；,3,省去了建筑围护结构部分的费用；,4,与建筑结构合一省去了独为光电设备提供的支撑结构；,5,使用新型建筑维护材料，发挥美学潜力；,6,以不破坏环境的方式生全部、至少是绝大部分建筑所需的电力,50,4.2光电能的前景,在建筑中，一种简练雅致的方法可以非常有效地解决目前的问题。以此方法，屋顶将变得精致美丽，除了传统功能，它还能产生建筑所需要的所有能量。如果屋顶全部采用光电板，它将足够产生比任何住宅所需要的还要多的能量。因此，每幢住宅是一个能量输出者，不再是环境的负,担，许多建筑将成为环境资产。,51,