目前,國(guó)內(nèi)最大的敦煌
光伏電站正在加緊建設(shè),發(fā)電能力10MW;世界最大的
內(nèi)蒙古自治區(qū)
鄂爾多斯光伏電站預(yù)計(jì)⒛19年全部建成,總功率達(dá)2000MW,光伏板'總面積將超過(guò)2000萬(wàn)平方米。這些電站光電板陣列建在地面上,除發(fā)電外沒(méi)有建筑功能,不屬于光伏建筑的范圍。除了這種專(zhuān)用光伏電站外,
光伏技術(shù)應(yīng)用的另一條途徑是量大面廣、相對(duì)分散的一體化光伏建筑。光伏建筑的發(fā)電部分與建筑是有機(jī)的整體,也是建筑的組成部分,通常同時(shí)設(shè)計(jì),同時(shí)施工。
近年來(lái),光伏技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始在建筑工程中得到了應(yīng)用,不少項(xiàng)目采用了光伏
玻璃幕墻和光伏玻璃
采光頂。目前我國(guó)光伏基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)正急速發(fā)展,加之國(guó)家出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)采用光伏技術(shù)的政策規(guī)定,幕墻行業(yè)在工程中采用
光伏產(chǎn)品的積極性不斷高漲,業(yè)主也大力支持,-個(gè)光伏技術(shù)應(yīng)用的新高潮正在形成。
從光伏板陣列與建筑物的關(guān)系來(lái)區(qū)分,可以分為分離式和合一式兩種。目前國(guó)內(nèi)兩種
方式都有應(yīng)用。最近,也有一些建筑同時(shí)采用兩種方式而成為混合式。
1 分離式光伏建筑
分離式光伏建筑中,光伏板陣列靠近主體建筑或在屋頂上設(shè)置,雖然它是整個(gè)建筑的有機(jī)組成部分,但它有自身的
支承結(jié)構(gòu)體系,光伏板僅僅作為產(chǎn)能裝置,不作為建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu),建筑物還要另設(shè)
建筑幕墻、
門(mén)窗或屋面(圖1、圖2),或者建筑本身不需要圍護(hù)結(jié)構(gòu)(圖3~圖8)。采用這種體系設(shè)計(jì)和施工都比較簡(jiǎn)單方便,避免了幕墻和采光頂?shù)慕ㄖδ苁艿礁蓴_。設(shè)計(jì)光伏板系統(tǒng)時(shí)只需考慮光電系統(tǒng)本身的要求,不用兼顧作為建筑幕墻和采光頂所必須的光學(xué)、熱工、防水、密封等種種復(fù)雜的要求,可以合理朝向,最大限度地發(fā)揮其發(fā)電功能,達(dá)到最佳的光電轉(zhuǎn)換效果。
光伏系統(tǒng)容易維護(hù),修理更換不用擔(dān)心影響建筑幕墻和采光頂受到影響;而建筑幕墻和采光頂破損時(shí)只要更換普通板塊,與光伏系統(tǒng)無(wú)關(guān),不會(huì)影響房屋的供電。加之光伏板與各個(gè)建筑本身關(guān)系不緊密,可以規(guī)格化,成批流水線(xiàn)生產(chǎn),成本較低。其缺`煢是造價(jià)較高,分離的光伏陣列有時(shí)還要占用額外的建筑面積。
江蘇皇明
太陽(yáng)能公司在其辦公樓的頂部和正面設(shè)置了獨(dú)立的弧形光伏板陣列(圖6),盡顯“太陽(yáng)”這一個(gè)主題。
圖7和圖8分別為建筑物頂部的建筑部件——圍攔和架空地面,它們的主要功能是發(fā)電,不作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),但它們是建筑物不可分割的部分,是光伏一體化建筑。
圖9是汕頭金剛公司的光伏
遮陽(yáng)板,獨(dú)立于封閉幕墻之外。
北京凈雅大酒店的光伏一多媒體幕墻是產(chǎn)能——
節(jié)能幕墻應(yīng)用的一個(gè)典型。酒店整個(gè)三百都由光伏板陣遮蓋,白天發(fā)出的電能儲(chǔ)存在電池內(nèi),晚上對(duì)多媒體幕墻的
LED光源供電這一幅幕墻面積達(dá)2000平方米,由930O塊光伏板組成。豎向布置的鋼架單獨(dú)支承面板.離開(kāi)主體建筑。面板無(wú)須密封,所以可以按照建筑設(shè)計(jì)要求成疊瓦狀布置,開(kāi)放板耋-圖I0~圖13)。光伏板有9種類(lèi)型,分別布置12～24 塊光電池。
除大陸外,我國(guó)臺(tái)灣省也建造了一些分離式光伏建筑,如臺(tái)灣電力公司的開(kāi)敞式展覽館.四周無(wú)墻,屋面是獨(dú)立的發(fā)電采光頂(圖14、圖15)。
最近舉行的高雄世界運(yùn)動(dòng)會(huì)會(huì)場(chǎng)采用了光伏屋頂(圖16、圖17),共使用了8800塊光伏板,輸出功率1MW。
2 合-式光伏建筑
合一式光伏建筑與分離式設(shè)置不同,光伏板本身就兼作圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面板。由于只有一層面板、一套支承結(jié)構(gòu),施工簡(jiǎn)化,材料節(jié)省,也提高了建筑面積的使用率。但這樣一來(lái)玻璃夾層板就要具有兩重功能:一方面作為幕墻板和采光頂板件,要具有透光、遮陽(yáng)，防水、密封、隔音和熱工性能;另一方面,作為光伏板,要滿(mǎn)足超白、小變形和電工方面的要求。有時(shí)候這兩方面的要求互相矛盾,就會(huì)產(chǎn)生設(shè)計(jì)或施工的困難。例如當(dāng)
保溫要求采用中空
玻璃采光頂時(shí),從安全方面考慮,內(nèi)側(cè)(下側(cè))玻璃應(yīng)為
夾層玻璃,單片鋼話(huà)玻璃放在外側(cè)(上側(cè));而作為光伏板,夾有光電池的夾層玻璃應(yīng)放在外側(cè)、上方。這樣一來(lái)只得采用雙夾膠
中空玻璃來(lái)同時(shí)滿(mǎn)足兩者的要求,幕墻本身的造價(jià)要增加。而且,如果要更換損壞的幕墻、采光頂板塊,就會(huì)牽涉到電路上的一些問(wèn)題,比較麻煩。此外光電板的遮擋、美觀等問(wèn)題要與建筑設(shè)計(jì)方面協(xié)調(diào),光伏板的布置和朝向不能隨意選取,無(wú)發(fā)揮最大的光電轉(zhuǎn)換效果。由于和具體的建筑外觀設(shè)計(jì)聯(lián)系在一起,光伏板型號(hào)、規(guī)格很多,難以批量生產(chǎn),生產(chǎn)成本高,周期長(zhǎng)。
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