【正文】 太陽 電池作為南立面的幕墻或天窗時，考慮到電池板的反光而造成光污染的現(xiàn)象，就會對太陽電池的顏色和反光性提出要求，即可采用具有不均勻反光的多晶硅太陽電池組件做幕墻或是安裝在人們視角之內(nèi)的大坡度屋頂。就目前而言，雖然巴光電板用于露天停車場遮陽上的費用較高，但遮陽結(jié)構(gòu)與光電發(fā)電器相結(jié)合終究物有所值。這樣，既可以發(fā)電又可降低晝光溫度，相信正是多數(shù)向南的 辦公 大樓所需要的。 太陽電池可以和不同的玻璃結(jié)合制成各種特殊的玻璃幕墻和天窗，如：隔熱玻璃組件、防紫外線玻璃組件、防盜或防彈玻璃組件、防火組件等等。冬天可用熱空氣加熱建筑北部 3） 玻璃窗與光電設(shè)備 這里介紹兩種典型 的玻璃窗系統(tǒng)。具體結(jié)構(gòu)如圖 4 所示。在保持玻璃幕墻的外觀整潔方面，德國 RWE 的非晶太陽能玻璃幕墻做得非常優(yōu)秀，為了防止電池片之間的連線有礙觀瞻，他們的專利技術(shù)專門解決了電池片之間的“ 無線 ” 連接 [4]。另外，沒有玻璃，不易破損；弱光性好；輕便易裝。 第 6 頁 共 221 頁 圖 4 光電板與屋頂?shù)慕Y(jié)合 [1] （光電設(shè)備下面通風，夏天可避免光電元件過熱，冬天可用于加熱建筑） 美國著名的 UNl— SOLAR 的太陽能屋頂產(chǎn)品則另外一番特色，他是直接將非晶薄膜太陽能電池生成在薄鋼片上，鋼片可以任意裁剪。 如果光電板與屋頂成為一體，則其夏天需要通風以降溫，冬天則可以收集這些余熱以采暖。因為可以獲得 理想的傾角，相對于平屋頂而言，少了附加支撐帶來的不協(xié)調(diào)。下面將分別從光電 設(shè)備 作屋面板、光電設(shè)備作建筑立面、玻璃窗與光電設(shè)備、光電設(shè)備與遮陽設(shè)備四方面分別介紹 [1]。如果用光伏器件代替部分建材，即用光伏組件來做建筑物 的屋頂、外墻和窗戶，這樣既可用做建材也可用以發(fā)電，可謂物盡其美。 2) 建筑與光伏器件相結(jié)合 建筑與光伏的進一步結(jié)合是將光伏器件與建筑材料集成化。光伏系統(tǒng)還可以通過一定的裝置與公共電網(wǎng)聯(lián)接。 光伏與建筑的結(jié)合有兩種方式：一種是建筑與光伏 系統(tǒng)相結(jié)合；另外一種是建筑與光伏器件相結(jié)合。 BIPV 的形式與特點 [5] 在 80 年代，光伏地面系統(tǒng)除大量用于偏僻無電地區(qū)、游牧家庭、航海燈塔、孤島居民供電以及某些特殊領(lǐng)域外，已開始進入一般單獨用戶、聯(lián)網(wǎng)用戶和商業(yè) 建筑 。第 5 頁 共 221 頁 可以說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)。這種系統(tǒng)特別適合于已有電網(wǎng)供電的用戶，不僅可省去蓄電他的設(shè)置，減少初投資和運行維護費用，而旦有利于削減因采用空調(diào) 設(shè)備 而造成的夏季白天用電高峰的問題。當太陽能電池板供電不足時，由電網(wǎng)向用戶供電，相反的，若太陽能電池板供電大于用戶需求，剩余的電可通過直交流逆變換器輸送到電網(wǎng)。因為電網(wǎng)已經(jīng)充當了一個大的蓄電池的作用。這種系統(tǒng)白天產(chǎn)生的多余電能儲存在電池組中，以備夜間及昏暗多云天使用。 圖 1 典型光電池的剖面圖 [1] 第 4 頁 共 221 頁 （光線的光子產(chǎn)生自由電子，頂部金屬網(wǎng)格和底部金屬板通過外電路收集和返還自由電子） 2 光伏發(fā)電系統(tǒng) [1] 光伏發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)按其系統(tǒng)配置可分為獨立式（ stand— alone）連接電網(wǎng)式（ grid— alone） 2種。 最基本的太陽電池是由 P— N 結(jié)構(gòu) 構(gòu)成的。當達到穩(wěn)定狀態(tài)時，在半導體兩端產(chǎn)生電壓，稱為太陽電池的開路電壓。由 P型半導體產(chǎn)生的電子向 N 型層移動，由 N 型層中產(chǎn)生空穴 向 P 型層移動。當太陽光照射到半導體時，半導體中的電子被激發(fā)而移動，失去電子的地方就形成空穴。中國作為發(fā)展中國家，能源消耗逐年以驚人的速度增長，而 建筑作為能耗大戶(發(fā)達國家的建筑能耗一般占到全國總能耗的 1／ 3 以上 )，其 節(jié)能效益則變得尤其重要。中國的太陽能資源十分豐富，為各種太陽能利用系統(tǒng)提供了巨大的市常由此，建筑界提出 “21 世紀建筑 ” 的一個概念即由建筑物自己產(chǎn)生能源，太陽能光伏建筑物一體化（ BIPV）便成為 21 世紀建筑及光伏技術(shù)市場的熱點。目 錄 太陽能光伏 — 建筑一體化（ BIPV）的研究進展 ................. 3 光伏 —— 建筑一體化工程研究 ............................... 8 新型幕墻光伏建筑一體化 .................................. 11 光伏建筑一體化設(shè)計淺談 .................................. 21 光伏逆變電源系統(tǒng)的設(shè)計 .................................. 25 幾個建筑光伏系統(tǒng)的設(shè)計方案 .............................. 30 太陽能光伏發(fā)電實用技術(shù) .................................. 34 光伏系統(tǒng)中蓄電池充放電控制方案的探討 .................... 37 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)防雷解決方案 .......................... 43 太陽能系統(tǒng)綠化通信基站 .................................. 44 太陽能電池板傾斜角考慮 .................................. 46 什么是感應(yīng)雷過電壓？什么是直擊雷過電壓？ ................ 48 太陽能光伏系統(tǒng)的分類詳細介紹 ............................ 49 光伏電站系統(tǒng)原理及組成 .................................. 52 北苑太陽能應(yīng)用示范工程 .................................. 54 太陽能發(fā)電原理及應(yīng)用 .................................... 62 基本的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成 .............................. 67 獨立光伏系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計 .................................. 69 第 2 頁 共 221 頁 004_PPT 太陽光發(fā)電系 統(tǒng) .................................. 90 011_太陽能發(fā)電配電設(shè)計概要 ............................. 108 007_太陽能光伏項目分析 ................................. 143 006_PPT 太陽光電系統(tǒng)設(shè)置評估與應(yīng)用 ..................... 163 太陽能發(fā)電系統(tǒng)后期的維護和保養(yǎng) ......................... 178 太陽能發(fā)電儲能專用蓄電池 ............................... 179 新的地域并網(wǎng)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)的電力經(jīng)濟分 析與 設(shè)計 ....... 184 我國在沙漠地帶搞太陽能發(fā)電的可行性探討 ................. 187 全國各城市經(jīng)緯度 ...................................... 190 光伏發(fā)電系統(tǒng)對逆變電源的要求 ........................... 197 光伏系統(tǒng)應(yīng)用中的誤區(qū) ................................... 198 太陽能方陣角度的計算 ................................... 202 蓄電池日常維護測試技術(shù) ................................. 204 怎樣根據(jù)用電設(shè)備確定蓄電池的容量？ ..................... 206 蓄電池日常維護測試技術(shù) ................................. 208 太陽能蓄電池的安裝注意事項 ............................. 211 太陽能蓄電池的選購 .................................... 212 無電池系統(tǒng)的電壓計算 ................................... 213 正確運用計算太陽能光伏系統(tǒng)中的光照時間 ................. 215 第 3 頁 共 221 頁 太陽能電纜技術(shù)指標分析 ................................. 215 太陽能電池板傾斜角考慮 ................................. 217 PVB膜在光伏建筑一體化中之應(yīng)用 ......................... 219 太陽能光伏 — 建筑一體化（ BIPV） 的研究進展 內(nèi)容摘要： 建筑界提出 “21 世紀建筑 ” 的一個概念即由建筑物自己產(chǎn)生能源，太陽能光伏建筑物一體化（ BIPV）便成為 21 世紀建筑及光伏技術(shù)市場的熱點。 太陽能作為一種潔凈的可再生能源，有著礦物能源不可比擬的優(yōu)越性。 隨著 2021年 2月 16號限制各國排放工業(yè)廢氣以控制全球氣候變暖 的《京都議定書》的正式生效，如何實現(xiàn)環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展成為全球最強的呼聲。 1 太陽電池原理 半導體根據(jù)導電機理的不同可分為 P型半導體和 N 型半導體。P型半導體和 N 型半導體結(jié)合在一起在半導體中形成 “ 勢壘 ” 。 P 型層中由于帶有正電荷的空穴數(shù)目增多而帶正電； N 型層中由于帶負電荷的電子數(shù)目增多而帶負電。當用導 線連接半導體兩端時，光電流在外部回路中流動，稱為短路電流 [2]。圖 1 為典型光電池的剖面圖。 當不可能或沒必要與電網(wǎng)連接 時，獨立式光電系統(tǒng)（ stand— alone systems）較適用（圖 2）。 圖 2 獨立式光電系統(tǒng) [1] （一個獨立式系統(tǒng)需要電池儲存電力以供夜間使用，還需要一個將直流電變成交流電的反用換流器） 當有電網(wǎng)時，就不需電池組儲能了。連接電網(wǎng)式如圖 3 所示。只需在連接電網(wǎng)時安裝一塊雙向計量電度表即可解決電力收費的問題。 圖 3 一個典型的電網(wǎng)連接充電系統(tǒng) [1] （白天，多余的電流將流入電網(wǎng)，計量表會倒轉(zhuǎn)） 3 BIPV 建筑一體化 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。 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； 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 。進入 90 年代后，隨著常規(guī)能源的日益枯竭而引起的發(fā)電成本上升和人們環(huán)境意識的日益增強，一些國家紛紛開始實施、推廣 BIPV 系統(tǒng)。 1) 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)。這點內(nèi)容在上一節(jié)光伏發(fā)電系統(tǒng)已介紹過。一般的建筑物外圍護表面采用涂料、裝飾瓷磚或幕墻玻璃，目的是為了保護和裝飾建筑物。 目前光伏與建筑結(jié)合總結(jié)起來大約有 8 種安裝方式，如表 1所示。 表 1 光伏與建筑結(jié)合的 8 種形式 [10] 1） 光電設(shè)備作屋面板 [1] 用光電設(shè)備作屋面板時的理想屋頂應(yīng)為斜屋頂。鋸齒形的高側(cè)窗也要比平屋頂好得多，因為南向坡被建筑光電一體式設(shè)備占據(jù)了，北向玻璃窗就可用于晝光照明。 結(jié)構(gòu) 圖如圖 3所示。所以，一片太陽能電池板長度可以做到屋頂?shù)膶挾取? 2）光電設(shè)備作建筑立面 由于大尺度新型彩色光伏 模塊的誕生，將其安裝在立面不僅節(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；如果建筑有凸窗欞，必須保證窗欞較薄，使光電板不至于產(chǎn)生太多陰影。 如果光電設(shè)備安裝在屋頂，則最好在設(shè)備下 部留下一定量的空氣層以供設(shè)備降溫，同時冬天可以收集熱空氣采暖。 第 7 頁 共 221 頁 圖 4 光電設(shè)備安裝在屋頂 [1] 雙層墻可使空氣在夏季流溢出來以給光電設(shè)