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建筑遮阳与建筑光伏一体化发展
来源:赛尚遮阳
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发布日期:2019-05-10
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光伏发电技术是利用太阳能的光伏效应发电,光伏建筑一体化(BIPV),是应用太阳能发电的一种新概念,指在建筑外围护结构的表面安装光伏组件提供电力,同时作为建筑结构的功能部分,取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等,也可以做成光伏多功能建筑组件,实现更多的功能,如光伏光热系统、与照明结合、与建筑遮阳结合等。简单地讲,就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。建筑光伏一体化如与建筑遮阳能良好的结合起来,既有遮阳隔热节能性,又能带来清洁能源,将会是很好的一个发展前景。


建筑遮阳与建筑光伏一体化发展



光电一体化建筑遮阳则是将光伏发电与建筑遮阳有机结合起来,既能接受太阳光热取得太阳能之利,生产出绿色的电能,又通过遮阳回避强烈的阳光辐射带来的建筑过热,可以节约大量能源。目前,光伏建筑一体化系统按照光伏系统与建筑系统结合的形式,可以分为光伏屋顶结构和光伏幕墙结构两种形式,无论是光伏屋顶还是光伏幕墙,对建筑内部都能起到遮阳的作用。从目前来看,光伏与建筑的结合有两种方式:一种是建筑与光伏系统相结合;另外一种是建筑与光伏器件相结合。



对于多层建筑,特别是在炎热地区的建筑,以及终年都需要遮阳的特殊房间,都需要专门做好各种类型的遮阳设施,根据窗口不同朝向和尺寸来选择适宜的遮阳做法。结合结构的处理手法不同,常见的建筑构件遮阳有:挑檐遮阳、阳台遮阳、水平构件遮阳、垂直构件遮阳、格栅式构件遮阳、廊道遮阳、建筑自遮阳、光电一体化遮阳等。BIPV的应用主要有大楼帷幕墙或外墙、大楼、停车场的遮阳棚、大楼天井、斜顶式屋顶建筑之屋瓦、大型建筑物屋顶/隔音墙等,个人住宅、商业大楼、学校、医院楼、机场、地铁站站台、公交车站以及大型工厂车间都是BIPV可应用的场所。



以下是应用建筑光伏一体化与建筑遮阳结合的部分实例。



上海浦东国际机场建成一套1.7兆瓦的太阳能发电系统,是我国机场首个光伏建筑一体化项目。这座光伏建筑一体化项目现可产生足够的清洁能源,用以满足机场停车设施和装卸设备的需求,其本身还可为机场户外的空调设备进行遮阳。可谓是,多功能光伏建筑一体化的体现。



丹麦哥本哈根国际学校的新校舍落成,屋顶和墙面安装了12000块海蓝色的太阳能“光伏瓷砖”,成为丹麦最大的光伏建筑一体化的项目,每年可发电30万千瓦时,满足该学校一半的电力需求。



芝加哥太阳能大厦:建筑师为芝加哥设计的这座大厦几乎全部被太阳追踪太阳能电池板所覆盖,它们就像向日葵一样追随太阳的移动。这些太阳能电池板经过了精心安置,在为建筑遮阳的同时不会影响人们的视野。



迪拜鸟岛太阳能光伏建筑:该鸟岛的建筑在绿色建筑上应该是姣好的一笔,垂直村在炎热的气候条件下拥有最基本的能效供应:减少太阳能增益并最大限度地生产太阳能资料。每一个建筑曲面都可以独立地朝向北面,并均位于东西轴线上,以减少长期太阳光光直射。巨大的太阳能集热器群面朝南,能自动调整自身集光板面,与太阳高度角垂直,最大限度地收集太阳光。建筑屋顶是类似于叶子的结构,它可以把太阳能基地分解成很多小块,更加方便区域管理。



德国奥尔登堡EWE体育馆最显著的特征在于其观众大厅正立面上集中设置的的活动光伏遮阳板,自2005年6月竣工以来,该项目已经获得多项权威奖项。光伏设备沿圆形建筑外周30度角安装与墙面上,在白天随着太阳直射角的变化移动。光伏设备的尺寸及其轨道长度以求确保必要的遮阳与日照在经济效益上的的平衡。光伏面板总长36米,高6.7米。为了尽可能多地吸收太阳能。光伏面板在白天能够随着日照角度的变化沿场馆外周200度的范围内移动。光伏杆由很多安装在铝条板上的相同片段组成,能够保证光伏发电与自身运行情况经济高效。每一个段都有单独的驱动装置,光伏组件在圆形建筑外立面的轨道上运行。 



把光伏组件兼作建筑材料,就必须具备建筑材料所要求的几项条件:坚固耐用、隔热保温、防水防潮、适当的强度和刚度等性能。光伏建筑一体化有时候安装对象是窗户、玻璃幕墙、采光屋顶的时候,还必须考虑透光量,也就是说在光伏建筑一体化系统中的组件既要考虑到发电,又要考虑到采光性。如果业主追求建筑物的美感,那么还要考虑光伏组件的颜色和质感要与建筑物协调、尺寸和形状要与建筑物的结合相吻合。



就目前国内的光伏一体化与建筑遮阳结合应用还是很少,现面临的应用较少的因素在于下面几点。



造价较高

太阳能光伏建筑一体化建筑物造价较高。一体化设计建造的带有光伏发电系统的建筑物造价较高,在科研技术方面还有待提升。



太阳能发电成本高

太阳能发电的成本高。太阳能发电的成本是每度2.5元,比常规发电成本每度1元翻倍。



不稳定

太阳能光伏发电不稳定,受天气影响大,有波动性。这是由于太阳并不是一天24小时都有,因此如何解决太阳能光伏发电的波动性,如何储电也是亟待解决的问题。


虽然光伏一体化和建筑遮阳结合起来前景很好,不过就目前而言,相关技术、发展及经济性貌似还达不到广泛应用的程度。



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