太阳能光伏发电系统在建筑上的应用

1、光伏与建筑一体化系统介绍

光伏建筑一体化(BuildingMountedPhotovoltaic，简称BMPV)，也叫太阳能光伏建筑一体化、光电建筑一体化、太阳能光电建筑一体化。由世界能源组织最早提出，指的是把光伏发电系统安装在现有的建筑物上，或者把光伏发电系统与新的建筑物同时设计、施工、安装，既能满足光伏发电的功能，又与建筑完美结合，甚至提升建筑物的美感。

光伏建筑一体化的内涵：

一体化设计。设计的内容应包括建筑和光伏系统，也应包括其它需要的器件和结构，并把建筑物的墙体和房顶分解为结构模块一体化。

一体化制造。建立专用的生产线，并用该生产线，对设计好的建筑结构模块，进行大规模高效率低成本的制造。

一体化安装。用电动吊装设备，把生产出的结构模块，集中安装在房屋等建筑结构上。

2、光伏与建筑一体化系统分类

根据光伏方阵与建筑结合的方式不同，太阳能光伏建筑一体化可分为两大类：BAPV和BIPV。

bipv01

BAPV则是BuildingAttachedPV，即光伏系统只是简单附着在建筑之上的形式。BAPV建筑中采用的是普通太阳电池组件，太阳电池组件通过支架安装在屋顶上，光伏产品并不属于建筑物的一部分。

BIPV即BuildingIntegratedPV。光伏建筑一体化（BIPV）是将太阳能光伏发电产品集成到建筑自身，成为建筑的有机组成部件，从而创造出建筑自身产生能源的新概念。

一般是建筑还处于在建阶段或者还处于设计阶段，就考虑到该建筑要利用太阳能光伏发电，要将太阳能光伏发电系统结合到建筑中去，在这种情况下就可以考虑将太阳电池组件和一般的建筑材料（例如金属板等）组合在一起作为建筑的表面材料；或者将太阳电池组件本身作为屋顶材料或者幕墙材料覆盖建筑的表面。在这种方式中太阳能光伏组件真正成为BIPV建筑的一部分，由于是在建筑在建或设计阶段就考虑到太阳能光伏的应用，能够对建筑设计和光伏发电系统设计进行最佳的整合，从而可以得到最佳的建筑与光伏发电系统结合的效果：即保持了建筑的美观，又能够最大限度的发挥太阳能系统的发电效能。

3、光伏与建筑一体化应用形式

4、太阳能光伏建筑的优点

1）能够满足建筑美学的要求

在BIPV建筑中，通过相关设计将接线盒、旁路二极管、连接线等隐藏在幕墙结构中，既可防阳光直射和雨水侵蚀，又不会影响建筑物的外观效果，达到与建筑物的完美结合，实现建筑大师们的构想。

2）能够满足建筑物的采光要求

BIPV建筑是采用光面超白钢化玻璃制作的双面玻璃组件，能够通过调整子电池的排布来达到特定的透光率，即使是在大楼的观光处也能满足光线通透的要求。

3）能够满足建筑的安全性能要求

BIPV建筑中使用的双玻璃光伏组件是由两片钢化玻璃，中间用PVB胶片复合太阳能电池组成复合层。钢化玻璃的厚度按照国家建筑规范和幕墙规范，通过严格的力学计算得出的结果。而组件中间的PVB胶片有良好的粘结性、韧性和弹性，具有吸收冲击的作用，可防止冲击物穿透，即使玻璃破损，碎片也会牢牢粘附在PVB胶片上，不会脱落四散伤人，从而使产生的伤害可能性减少到最低程度，提高建筑物的安全性能。

4）能够满足安装方便的要求

双层通风幕墙系统具有通风换气，隔热隔声，节能环保等优点，并能够改善BIPV组件的散热情况，减少组件的效率损失，降低热量向室内的传递。用BIPV光伏组件取代普通钢化玻璃，其结构形式基本上同传统玻璃幕墙能够相通。

5）能够具有寿命长的优势

普通光伏组件封装用胶一般为EVA。由于EVA的抗老化性能不强、使用寿命达不到50年，不能与建筑同寿命，而且EVA发黄将会影响建筑的美观和系统的发电量。而PVB膜具有透明、耐热、耐寒、耐湿，机械强度高等特性，并已经成熟应用于建筑用夹层玻璃的制作。BIPV光伏组件采用PVB代替EVA制作能达到更长的使用寿命。

6）具有绿色环保的效果

建筑物能为光伏系统提供足够的面积，不需要另占土地，还能省去光伏系统的支撑结构；太阳能电池是固态半导体器件，发电时无转动部件，无噪声，对环境不会造成污染；BIPV建筑可自发自用，减少了电力输送过程的费用和能耗，降低了输电和分电的投资和维修成本。而且日照强时恰好是用电高峰期，BIPV系统除可以保证自身建筑内用电外，在一定条件下还可能向电网供电，舒缓了高峰电力需求，具有极大的社会效益。