摘 要:隨著《中國可再生能源法》的施行,光伏建筑一體化(BIPV)作為可再生能源在建筑上的應用技術(shù)受到廣泛關(guān)注。文章通過對光伏建筑一體化應用技術(shù)的全面論述,就正確認識理解和應用光伏建筑一體化技術(shù)提出了自已的見解,可供大家參考。
關(guān)鍵詞:可再生能源 光伏系統(tǒng) 光伏建筑一體化 光電幕墻
引 言
在世界市場的拉動下,我國光伏產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速,我國太陽能電池組件年產(chǎn)量由世界份額的1%發(fā)展到2005年的8%,僅次于日本、歐洲,已成為世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的國家之一[1],為世界矚目。
目前,全世界大約60%的太陽能電池用于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),且主要用于城市的建筑與光伏系統(tǒng)的結(jié)合,即光伏建筑一體化(BIPV)[1]。光伏發(fā)電與建筑相結(jié)合是目前世界上大規(guī)模利用光伏技術(shù)發(fā)電的研發(fā)熱點。在我國,BIPV尚處于示范階段,隨著《中華人民共和國可再生能源法》于2006年1月1日的施行,將大大地推動我國光伏發(fā)電與建筑的結(jié)合。加強BIPV技術(shù)研發(fā),促進光伏產(chǎn)品在建筑外圍護上的應用,是光伏行業(yè)、建筑幕墻行業(yè)推動可再生能源在建筑上應用的新課題。
1、光伏系統(tǒng)原理與應用
1.1光伏電池
光伏電池是將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的轉(zhuǎn)換器。其發(fā)電原理是光生伏打效應,即太陽光照射到電池上時,電池吸收光能,產(chǎn)生光生電子-空穴對,在電池內(nèi)建電場的作用下,光生電子與空穴被分離形成電壓。
光伏電池多為半導體材料制造,目前應用最多的是硅太陽能光伏電池。
而硅太陽能電池中,對2004年全世界生產(chǎn)和應用硅太陽電池情況統(tǒng)計顯示:多晶硅占56%,單晶硅占29%,非晶硅占5%,帶硅電池3%,薄膜電池占7%[1]。數(shù)據(jù)表明目前光伏發(fā)電的應用主要還是多晶硅與單晶硅產(chǎn)品。
1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)
太陽能電池單體是光伏轉(zhuǎn)換的最小單元,工作電壓約為0.45~0.5V,一般不能單獨作為電源使用。為了便于使用,將太陽能電池單體進行串并聯(lián)并封裝后形成可以單獨作為電源的單元組件,也稱為光伏組件。為滿足負載所要求的輸出功率,將光伏組再經(jīng)過串并聯(lián)就形成了具有一定輸出功率的光伏方陣或太陽能陣列。如圖1。
由于太陽能光伏方陣所產(chǎn)生的電壓為直流電壓,且受到太陽光強度的太小而變化。為了得到穩(wěn)定的可供常規(guī)交流負載使用的交流電,通常采用控制器、逆變器、蓄電池等形成穩(wěn)定的光伏發(fā)電系統(tǒng)。如圖2a、2b。
關(guān)鍵詞:可再生能源 光伏系統(tǒng) 光伏建筑一體化 光電幕墻
引 言
在世界市場的拉動下,我國光伏產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速,我國太陽能電池組件年產(chǎn)量由世界份額的1%發(fā)展到2005年的8%,僅次于日本、歐洲,已成為世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的國家之一[1],為世界矚目。
目前,全世界大約60%的太陽能電池用于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),且主要用于城市的建筑與光伏系統(tǒng)的結(jié)合,即光伏建筑一體化(BIPV)[1]。光伏發(fā)電與建筑相結(jié)合是目前世界上大規(guī)模利用光伏技術(shù)發(fā)電的研發(fā)熱點。在我國,BIPV尚處于示范階段,隨著《中華人民共和國可再生能源法》于2006年1月1日的施行,將大大地推動我國光伏發(fā)電與建筑的結(jié)合。加強BIPV技術(shù)研發(fā),促進光伏產(chǎn)品在建筑外圍護上的應用,是光伏行業(yè)、建筑幕墻行業(yè)推動可再生能源在建筑上應用的新課題。
1、光伏系統(tǒng)原理與應用
1.1光伏電池
光伏電池是將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的轉(zhuǎn)換器。其發(fā)電原理是光生伏打效應,即太陽光照射到電池上時,電池吸收光能,產(chǎn)生光生電子-空穴對,在電池內(nèi)建電場的作用下,光生電子與空穴被分離形成電壓。
光伏電池多為半導體材料制造,目前應用最多的是硅太陽能光伏電池。
而硅太陽能電池中,對2004年全世界生產(chǎn)和應用硅太陽電池情況統(tǒng)計顯示:多晶硅占56%,單晶硅占29%,非晶硅占5%,帶硅電池3%,薄膜電池占7%[1]。數(shù)據(jù)表明目前光伏發(fā)電的應用主要還是多晶硅與單晶硅產(chǎn)品。
1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)
太陽能電池單體是光伏轉(zhuǎn)換的最小單元,工作電壓約為0.45~0.5V,一般不能單獨作為電源使用。為了便于使用,將太陽能電池單體進行串并聯(lián)并封裝后形成可以單獨作為電源的單元組件,也稱為光伏組件。為滿足負載所要求的輸出功率,將光伏組再經(jīng)過串并聯(lián)就形成了具有一定輸出功率的光伏方陣或太陽能陣列。如圖1。
由于太陽能光伏方陣所產(chǎn)生的電壓為直流電壓,且受到太陽光強度的太小而變化。為了得到穩(wěn)定的可供常規(guī)交流負載使用的交流電,通常采用控制器、逆變器、蓄電池等形成穩(wěn)定的光伏發(fā)電系統(tǒng)。如圖2a、2b。
光伏發(fā)電系統(tǒng)主要有兩種形式。一種為獨立光伏供電系統(tǒng),由光伏方陣、控制器、蓄電池、逆變器、交流負載組成獨立的供電系統(tǒng);另一種為并網(wǎng)光伏供電系統(tǒng),由光伏方陣、控制器、并網(wǎng)逆變器組成并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),將電能直接輸入公共電網(wǎng)。這兩種系統(tǒng)中,并網(wǎng)光伏系統(tǒng)是太陽能光伏應用的主要形式。
2、光伏建筑一體化(BIPV)的概念與分類
2.1概念
太陽能光伏建筑一體化BIPV(Building Integrated Photovoltaics),是應用太陽能發(fā)電的一種新概念,簡單地講就是將太陽能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的維護結(jié)構(gòu)外表面來提供電力。由于光伏方陣與建筑的結(jié)合不占用額外的地面空間,是光伏發(fā)電系統(tǒng)在城市中廣泛應用的最佳安裝方式,因而倍受關(guān)注。