光伏建筑一体化(BIPV)
BIPV即Building Integrated PV是光伏建筑一体化。PV即Photovoltaic。BIPV技术是将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。光伏建筑—体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV:Building Attached PV)的形式。 现代化社会中,人们对舒适的建筑热环境的追求越来越高,导致建筑采暖和空调的能耗日益增长。在发达国家,建筑用能已占全国总能耗的30%—40%,对经济发展形成了一定的制约作用。
为什么发展BIPV
(1)据统计,建筑在建造和使用过程中消耗了全球能源的50%,产生了34%的污染,光伏和建筑的结合可以有效的减少建筑耗能,降低污染。
(2)光伏与建筑结合构件可就地安装、就地发电、就地并网。
(3)光伏发电没有噪声,没有废弃物排放,不消耗任何燃料,也不需要水,安装在城市和居民的屋顶上,不会给生活带来任何不便,所有的人都容易接受。
(4)可以有效利用围护表面(屋顶和墙面),无需额外占地或加建其它设施。这对于人口密集、土地昂贵的城市建筑尤为重要。
(5)夏季,由于空调、制冷、电扇等设备的开动,形成用电高峰,而这时也正是光伏方阵发电最多的时期,联网光伏系统不仅对公共电网起到一定的调峰作用,甚至有可能在保证了自身建筑用电外,还可以向电网供电,解决电网的“峰谷”供需矛盾,具有极大的社会效益。
(6)如用光伏电池阵列墙代替建筑物的玻璃幕墙,既可减少建筑物的整体造价,在夏季可适当降低室内温度,降低了空调负荷、并改善了室内环境。
(7)良好的遮阳功能和隔热功能。遮阳功能:太阳光谱中能量的传播是通过G值来决定,G值越小,遮光率越高。U值涉及到建筑的绝热效果,它是建筑物外形材料的热传递系数。
BIPV建筑首先是一个建筑,它是建筑师的艺术品,其成功与否关键一点就是建筑物的外观效果。在BIPV建筑中,我们可通过相关设计将接线盒、旁路二极管、连接线等隐藏在幕墙结构中。这样既可防阳光直射和雨水侵蚀,又不会影响建筑物的外观效果,达到与建筑物的完美结合,实现建筑大师们的构想。
BIPV组件不仅需要满足光伏组件的性能要求,同时要满足幕墙的三性实验要求和建筑物安全性能要求,因此需要有比普通组件更高的力学性能和采用不同的结构方式。在不同的地点,不同的楼层高度,不同的安装方式,对它的玻璃力学性能要求就可能是完全不同的。
BIPV建筑中使用的双玻璃光伏组件是由两片钢化玻璃,中间用PVB胶片复合太阳能电池片组成复合层,电池片之间由导线串、并联汇集引线端的整体构件。钢化玻璃的厚度是按照国家建筑规范和幕墙规范,通过严格的力学计算得出的结果。而组件中间的PVB胶片有良好的粘结性、韧性和弹性,具有吸收冲击的作用,可防止冲击物穿透,即使玻璃破损,碎片也会牢牢粘附在PVB胶片上,不会脱落四散伤人,从而使产生的伤害可能减少到最低程度,提高建筑物的安全性能。