【文章內(nèi)容簡介】 充分利用 BIPV建筑集成方式， 開發(fā)太陽能資源，實現(xiàn)地區(qū)電力可持續(xù)發(fā)展 BIPV 建筑一體化 的原理 太陽能光伏 —建筑一體化 BIPV(Building IntegratedPhotovoltaics,)是應(yīng)用太陽能發(fā)電的一種新概念：在建筑為維護結(jié)構(gòu)外表面鋪設(shè)光伏陣列提供電力?？梢哉f在眾多可再生能 源發(fā)電技術(shù)中，光伏發(fā)電是最綠色最 環(huán)保 也是最值得期待的一項技術(shù)。 BIPV 的優(yōu)越性 1）可原地發(fā)電、原地使用，減少電流運輸過程的費用和能耗 2）避免了放置光電陣 板的額外占用寶貴的建筑空間與建筑結(jié)構(gòu)合一，省去了單獨為光電設(shè)備提供的支撐結(jié)構(gòu) 3) 使用新型建筑維護材料，節(jié)約了昂貴的外裝飾材料（玻璃幕墻等），減少建筑 物的整體 造價 ，且使建筑外觀更有魅力 4) 因日照處在高壓電網(wǎng)用電高峰期， BIPV 系統(tǒng)除保證自身建筑內(nèi)用電外，還可以向電網(wǎng)供電，舒緩了高峰電力需求，解決電網(wǎng)峰谷供需矛盾，具有極大的社會效益； 5) 杜絕了由一般化石燃料發(fā)電所帶來的嚴重空氣污染，這對于環(huán)保要求更高的今天和未來極為重要； 11 6) 由于光伏陳列安裝在屋面和墻面上，并直接吸收太陽能 ，避免了墻面溫度和屋頂溫度過高，降低了空調(diào)負荷，并改善了室內(nèi)環(huán)境。 建筑與光伏系統(tǒng)相結(jié)合 把封裝好的的光伏組件（平板或曲面板）安裝在居民住宅或建筑物的屋頂上，再與逆變器、蓄電池、控制器、負載等裝置相聯(lián)。光伏系統(tǒng)還可以通過一定的裝置與公共電網(wǎng)聯(lián)接。目前光伏與建筑結(jié)合總結(jié)起來大約有 8 種安裝方式 實現(xiàn)地區(qū)電力可持續(xù)發(fā)展的需要和可行性 同時， 近年來我國光伏產(chǎn)業(yè)在國家大型工程項目、推廣計劃和國際合作項目的推動下迅速發(fā)展。到 2020 年年底，全國光伏系統(tǒng)的 累計裝機容量達到 10萬千瓦，太陽能電池生產(chǎn)能力達到 290 萬千瓦，太陽能電池年產(chǎn)量達到 萬千瓦，超過日本和歐洲，為光伏發(fā)電的規(guī)模化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 因此大力開發(fā)太陽能資源，對與實現(xiàn)地區(qū)電力可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實 12 意義。 （四）加快能源電力結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要 在目前全球經(jīng)濟形勢收縮， 能源供需形勢的相對緩和 的時候 ， 是 結(jié)構(gòu)調(diào)整的 難得的戰(zhàn)略機遇期。國家發(fā)展改革委副主任、國家能源局局長張國寶在能源工作會上表示，在我國的能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭占一次能源消費的 70%，比世界平均水平高 40 多個百分點。在 電力 結(jié)構(gòu)中，火電比重偏高，核電、水電、風電等優(yōu)質(zhì)能源所占比例偏小，僅占 20%左右 。 積極發(fā)展水電、風能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源與新能源，不斷提高清潔能源在中國一次能源消費中的比重，將成為我國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的另一個突破口。 （五）改善生態(tài)、保護環(huán)境的需要 中央 提出 “建設(shè)生態(tài)文明，基本形成節(jié)約能源和保護生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增長方式、消費模式 ”。太陽能被認為是 21 世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦湍茉?，在日常生活中，自覺使用和推廣太陽能，就可以為節(jié)能減排、改善生態(tài) 環(huán)境質(zhì)量做貢獻?；蛘哒f，選擇和使用太陽能，就是建設(shè)生態(tài)文明。 生態(tài)文明建設(shè)的目的，在于通過全民生態(tài)文明觀念的確立和實際行動，進一步改善我們的生存、生產(chǎn)和生活環(huán)境，實現(xiàn)永續(xù)發(fā)展。利用太陽能，無論從經(jīng)濟社會發(fā)展 全局，還是對使用者的切身利益來說，好處盡人皆知 。因為新建和改建的樓房可以統(tǒng)一安裝 ， 老樓只要有 周密的設(shè)計、良好的組織施工 ，安裝和使用太陽能 光伏系統(tǒng) 并不是什么難事 （ 六 ）發(fā)揮減排效益，申請 CDM 城市作為人類社會經(jīng)濟活動的中心，聚集了世界上一半以上的人口，溫室 13 氣體排放占全球總量的 75％左右。隨著不斷加快的城 市化進程，城市擴張速度越來越快，城市也因此變得越來越脆弱，頻繁發(fā)生的氣候災(zāi)害威脅到了城市居民正常的生產(chǎn)生活，中國城市也難以幸免。不過，城市對于由氣候變化引起的災(zāi)害的脆弱性是可以減少的，許多地方城市就如何加強城市適應(yīng)氣候變化的能力已經(jīng)開始了積極行動。聚焦城市，因其是許多重大環(huán)境問題的受害者，更因其具有強大的資源調(diào)動力和影響力，城市是發(fā)展低碳經(jīng)濟的關(guān)鍵平臺。 低碳經(jīng)濟是中國的必由之路，同時也是中國實現(xiàn)新一輪經(jīng)濟發(fā)展的巨大機遇。一方面應(yīng)對氣候變化需要改變傳統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展模式，構(gòu)建低碳經(jīng)濟等新的社會經(jīng)濟發(fā)展框架；另一方 面，發(fā)展低碳經(jīng)濟帶來的保證能源安全、減少空氣污染、增加投資和就業(yè)機會等一系列協(xié)同效益，建設(shè)光伏項目，參加 CDM交易為揚州的經(jīng)濟社會發(fā)展增加了可持續(xù)性和競爭力。 三、技術(shù)方案 r 建設(shè) 光伏電站，科學的選址非常重要。 同時還 應(yīng)合理地確定建設(shè)規(guī)模，在資源條件允許的情況下，盡量科學地擴大規(guī)模，以降低成本，提高效益 。 （一） 場址地理位置 參考地點河北衡水 參數(shù) 單位 基本氣象資料 緯度 176。N 經(jīng)度 176。E 海拔 m 26 平均霧天 day 81 22 年平均氣象參數(shù) 14 月份 空氣溫 度 相對濕度 日水平輻射 量 氣壓 風速 （海拔 10 米） 地面溫度 單位 176。C % kWh/m2/d kPa m/s 176。C d 1 % 0 2 % 0 3 % 27 4 % 201 5 % 392 6 % 498 7 % 529 8 % 484 9 % 367 10 % 197 11 % 28 12 % 0 年平均 % 2723 表 1 標準氣候值 （二） 場址建設(shè)條件 樓頂混凝土結(jié)構(gòu)： 基本符 合安裝要求，樓頂表面設(shè)備不多， 總面積為 24*32=768平方米 ,可以形成一定規(guī)模的建筑及太陽能并網(wǎng)電站。 （三）、 設(shè)計原則 本工程設(shè)計在遵循技術(shù)先進、科學合理、安全可靠、經(jīng)濟實用的指導(dǎo)思想和設(shè)計原則下，著重考慮以下設(shè)計原則。 ●先進性原則：隨著太陽能技術(shù)的發(fā)展，太陽能電源設(shè)計必須考慮先進性，使系統(tǒng)在一定的時期內(nèi)保持技術(shù)領(lǐng)先性，以保證系統(tǒng)具有較長的生命周期。 ●集中安裝建設(shè) ,多支路上網(wǎng) ●獨立分系統(tǒng) : 在電氣線路上分為若干個獨立的分系統(tǒng) ,分別發(fā)電上網(wǎng) . 15 ●低壓發(fā)電單元 : 每個分系統(tǒng)由若干發(fā)電單元組成 , 輸出 三相交流電 . ●太陽電池組件 : 以標準晶體硅組件為主 ,部分選用透光型組件 . ●安裝方式 : 固定式安裝 . ●并網(wǎng)逆變器 : 以進口設(shè)備為主 ,配合國產(chǎn)配套電氣設(shè)備 . ●檢測控制系統(tǒng) : 采用性能可靠 ,自動化程度高部件 ,通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和分析的準確齊全 . （四） 、本工程主要遵循和依據(jù)下列標準、文件 GB/T 9535 《地面用晶體硅光伏組件設(shè)計鑒定和定型》 GB/T18479 《地面用光伏（ PV）發(fā)電系統(tǒng)概述和導(dǎo)則》 GB50054 《低壓配電設(shè)計規(guī)范》 GB17478 《低壓直流 電源設(shè)備的特性和安全要求》 GB50171 《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗收規(guī)范》 GB6495 《光伏器件》 GB/T17626 《電磁兼容試驗和測量技術(shù)》 《固定型防酸式鉛酸蓄電池技術(shù)條件》 YD799 《通信用閥控式密封鉛酸電池》 DL/T620 《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》 DL/T621 《交流電氣裝置的接地》 GB191 《包裝貯運標志》 GBJ232－ 82 《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》 GB5020595 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》 16 GBJ1788 《鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》 GBJ987 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB/T174681998《電力變壓器選用導(dǎo)則》 DL/T645195《三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》 GB/T102281997《干式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》 （ 五 ）陣列角度選擇 根據(jù) 當?shù)鼐暥? 度可以得到當?shù)氐亩寥仗柛叨冉? A=90（ +） = 通過 PVSYST 軟件計算評估各種仰角全年平均接受的日照輻射強度 17 18 可以得出在高仰角情況下春冬兩季的日照強度較好，在不考慮調(diào)整角度，且不使 用跟蹤系統(tǒng)的前提下，固定角度在 37 度得到的年平均輻射強度較好，選擇 37 度作為系統(tǒng)仰角。 19 （六） 、 太陽能光伏組件選型 武漢日新科技有限公司成立于 2020 年 5 月，坐落在“中國?光谷”，是中國最早專業(yè)從事太陽能光伏技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)、研發(fā)、設(shè)計、安裝的高新技術(shù)企業(yè)之一。有 兄弟公司 深圳日新科技有限公司和控股公司 武漢日新科技照明有限公司。公司聯(lián)合知名高校，成立了具有產(chǎn)學研結(jié)合特色的湖北省光伏工程技術(shù)研究中心。“武漢日新科技園”獲國家財政部、建設(shè)部批準為可再生能源建筑應(yīng)用重點示范項目，是目前我國確定并予以資助的最大 的國家太陽能光伏建筑一體化應(yīng)用示范項目。 根據(jù)相關(guān)的需要，在光伏獨立應(yīng)用系統(tǒng)中，硅太陽電池組件被設(shè)計為由 36 片太陽能電池片串聯(lián)組成：這種組件是為 12V的蓄電池充電設(shè)計的。（通過把電池組件進行串聯(lián)可以實現(xiàn)給 24V 或 48V 的蓄電池充電）；在光伏并網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，硅太陽電池組件被設(shè)計成為由 48 片或 72片太陽電池片串聯(lián)組成，根據(jù)本項目提供的屋頂可利用面積，我們采用 72 片太陽能電池組成的并網(wǎng)應(yīng)用太陽電池組件； 采用高標準的結(jié)構(gòu)： 日新 的電池組件在惡劣的環(huán)境下，仍然保持高效率，合理的安裝組件能保證 25 年的使用壽命。電池片的上 面用 EVA 和低碳鋼化玻璃；下面用 EVA 和背板，防止灰塵，潮濕。 1. 功率輸出保證：標準環(huán)境工作，10 年減效低于 10% 2. 使用壽命保證：標準環(huán)境工作， 電流 —— 電壓曲線 20 25 年減效低于 20% 質(zhì)量擔保 ： 我們的組件經(jīng)過了一下全部的測試 ? 熱 斑 耐久 測試 ? 熱循環(huán) 測試