1.BIPV(光伏建筑一體化)現(xiàn)狀
BIPV(
光伏建筑一體化)的說法，最早起源于外國，由于其在
太陽能的利用技
術(shù)方面，有著深厚的歷史技術(shù)底蘊，尤其突出體現(xiàn)于BIPV普遍用于幕墻建筑結(jié)構(gòu)。如德國較為有名氣的某某幕墻公司，已經(jīng)將雙玻璃組合的光伏模組直接安裝于幕墻的外
圍護結(jié)構(gòu)上。有許多建筑外型給人一種耳目一新的全新視角。他們采用的這種做法，既能夠保證建筑物幕墻的安全性能，又能夠?qū)μ柲茉吹睦茫且环N
綠色能源建筑。
我國生產(chǎn)的
光伏組件占世界較大的份額，國內(nèi)也有一些光伏電站的示例。但真正能夠與國外所謂提出的光伏BIPV的示范工程，卻是少之又少。這其中有二方面原因。其一，光伏組件及
光伏系統(tǒng)的生產(chǎn)公司，他們?nèi)鄙僭谀粔ㄖO計方面的技術(shù)，對幕墻的安全要求也知者甚少。其二，作為幕墻公司，他們對
光伏發(fā)電的應用概念較為模糊，也沒有做更深層次的研究。正因為這兩種原因，國內(nèi)未有較好的示例工程，可供業(yè)界同行共享技術(shù)。
2.光伏幕墻及光伏采光頂的建造概況
光伏建筑一體化在設計時，通常將建筑物所在當?shù)氐慕?jīng)緯度，結(jié)合當?shù)貧庀蠊记闆r，尋找日照發(fā)電最佳角度。一般
太陽能光伏系統(tǒng)的方陣采用正南方安裝，其太陽能年采集能量最高。光伏幕墻在設計時，還須考慮
風壓，
抗震，
風荷載所處的
標高以及
密封性能的問題，選擇合適的安裝角度和方向。光伏幕墻采光頂是最佳的安裝結(jié)構(gòu)形式。
光伏建筑一體化在應用中，也應考慮陰雨天對室內(nèi)側(cè)光線的影響，可以從組件的
透光率，設計在10%一50%不等，通過組件中
晶體硅電池片的排列間隔，而達到合適的透光率。一些場合也可用
非晶硅加工成建筑組件，這需要考慮組件的安全性能是否達到
建筑幕墻部位的設計要求而定。光伏采光頂采用橫隱豎明的結(jié)構(gòu)形式，更便于屋面的
排水。由于光伏幕墻是特殊建筑其中一種表達形式，有必要考慮通風降溫的實際間題。設計時，將外裝飾與幕墻結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)結(jié)合，使光伏建筑一體化更富有生機，更能本現(xiàn)現(xiàn)代建筑的環(huán)保綠色設計理念。
光伏幕墻本身具有符合幕墻的建筑規(guī)范，又能夠利用太陽能將太陽光轉(zhuǎn)換成直流電能，通過逆變器變換成交流電源，或通過控制器整流穩(wěn)壓成直流電能。其發(fā)電系統(tǒng)有獨立電網(wǎng)系統(tǒng)和并網(wǎng)系統(tǒng)以及帶蓄能的獨立電網(wǎng)系統(tǒng)等形式進行設計配置于光伏建筑一體化中。由于蓄電池的使用壽命和維護的問題，往往并網(wǎng)系統(tǒng)應用于光伏幕墻更具優(yōu)勢，并網(wǎng)系統(tǒng)的建造價格比帶蓄能的獨立電網(wǎng)系統(tǒng)要低，而且并網(wǎng)系統(tǒng)的年發(fā)電量比獨立電網(wǎng)系統(tǒng)要多。帶蓄能的獨立電網(wǎng)系統(tǒng)具有應急發(fā)電功能。這是兩者的優(yōu)缺點。
3.雙玻璃光伏產(chǎn)品的技術(shù)性能參數(shù)及設計
a.雙玻璃光伏組件可按下列規(guī)定進行計算:
作用于雙玻璃光伏組件上的風
荷載和
地震作用可按下列公式分配到兩片玻璃上:
4.部分節(jié)點設計
系統(tǒng)設計時，考慮到安全、密封性能、便于維修的實際情況，將雙玻璃光伏組件設計成隱框安裝型式是很好的一種組合形式。也就是將組件的引出線從組件邊緣面通過定制的引線盒引出正、負兩極并配置決速接駁插頭。組件的申、并聯(lián)電纜從隱框結(jié)構(gòu)幕墻骨架的
鋁型材的外側(cè)面或上下側(cè)面白洲曹走線并匯急到各個單元的接線匯流盒配套旁路二極管和防反充二極管，最后各個匯流盒匯總到直流柜完成直流電的輸人。連接完畢后有
扣板蓋住并邊緣打
密封膠達到隱蔽安裝的目的。這樣既保證了組件連接密封性達到IP65的
防水要求，又不影響幕墻屋頂視覺外觀，這是一種比較完善的組合結(jié)構(gòu)。圖2一圖5分別是采光頂設計部分圖片。
5.應用于光伏幕墻并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)
的案例
光伏幕墻電氣系統(tǒng)須達到的要求:
電氣的配置須符合GII50303、GII50168,GR50169標準的要求。
防雷接地設計須考慮防直擊雷和防感應雷的要求進行配置，并網(wǎng)系統(tǒng)還須考慮過/欠電壓頻率保護、防孤島效應、恢復并網(wǎng)、短路保護、隔離保護、逆向功率保護設計也要考慮符合
GBIT19939-2005、即T11127－1997的規(guī)定。
6.某個光伏采光頂并網(wǎng)系統(tǒng)運行效果分析
光伏采光頂電站從建成日起，到目前為止，運行平穩(wěn)，各項工作參數(shù)均正常，能夠達到預定的目的。以下圖8一12是該電站某天采集的數(shù)據(jù):
整個發(fā)電系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成，從上面的曲線圖可以看出:從6:45－19:45組件一直發(fā)電工作13個小時;經(jīng)過系統(tǒng)轉(zhuǎn)正常送電至用戶端從7:35－18:50累計11小時15分;整天累計發(fā)電16度;電壓變化在士5%以內(nèi)，頻率變化在正負0.18%以內(nèi);最高發(fā)電功率發(fā)生在13:30分，達到282０ W。從采集到的數(shù)據(jù)可以看出該電站發(fā)電效率隨著太陽輻照的
強度的增加而提高，也隨著當?shù)亍斕斓奶鞖馇闆r的變化而變化。最高峰時間出現(xiàn)在12:00－14:00之間，工作電壓和頻率都在額定的范圍內(nèi)。
7.國內(nèi)外BIPV的應用情況
8.結(jié)束語
太陽能是我國分布最廣的
可再生能源資源。可以利用邊遠土地資源，還可以利用大量的屋頂和墻面資源，有效地增加能源供應。光伏發(fā)電不消耗化石能源資源和水資源不產(chǎn)生污染，也役有溫室氣體排放。既適合分散使用，也可以集中建設大型光伏發(fā)電站，為未來經(jīng)濟發(fā)展前景的可再生能源打下基礎。
充分利用好國家的各種優(yōu)惠政策，加快光伏新型幕墻的發(fā)展，符合我國節(jié)能減排的社會責任要求。
參考文獻
【１】
特種玻璃、結(jié)構(gòu)、
幕墻技術(shù)手冊，汕頭大學出版社，2003. 9
【２】
建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009 -2001，中國建筑工業(yè)出版社，2002.3
【３】
玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102一203，中國建筑工業(yè)出版社，2004
【４】
民用建筑光伏系統(tǒng)應用技術(shù)規(guī)范
【５】沈輝、曾祖勤，
太陽能光伏發(fā)展技術(shù)，化學工業(yè)出版社，2005
