目前,國內最大的敦煌
光伏電站正在加緊建設,發電能力10MW;世界最大的
內蒙古自治區
鄂爾多斯光伏電站預計⒛19年全部建成,總功率達2000MW,光伏板'總面積將超過2000萬平方米。這些電站光電板陣列建在地面上,除發電外沒有建筑功能,不屬于光伏建筑的范圍。除了這種專用光伏電站外,
光伏技術應用的另一條途徑是量大面廣、相對分散的一體化光伏建筑。光伏建筑的發電部分與建筑是有機的整體,也是建筑的組成部分,通常同時設計,同時施工。
近年來,光伏技術已經開始在建筑工程中得到了應用,不少項目采用了光伏
玻璃幕墻和光伏玻璃
采光頂。目前我國光伏基礎產業正急速發展,加之國家出臺了一系列鼓勵采用光伏技術的政策規定,幕墻行業在工程中采用
光伏產品的積極性不斷高漲,業主也大力支持,-個光伏技術應用的新高潮正在形成。
從光伏板陣列與建筑物的關系來區分,可以分為分離式和合一式兩種。目前國內兩種
方式都有應用。最近,也有一些建筑同時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置,雖然它是整個建筑的有機組成部分,但它有自身的
支承結構體系,光伏板僅僅作為產能裝置,不作為建筑的圍護結構,建筑物還要另設
建筑幕墻、
門窗或屋面(圖1、圖2),或者建筑本身不需要圍護結構(圖3~圖8)。采用這種體系設計和施工都比較簡單方便,避免了幕墻和采光頂的建筑功能受到干擾。設計光伏板系統時只需考慮光電系統本身的要求,不用兼顧作為建筑幕墻和采光頂所必須的光學、熱工、防水、密封等種種復雜的要求,可以合理朝向,最大限度地發揮其發電功能,達到最佳的光電轉換效果。
光伏系統容易維護,修理更換不用擔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只要更換普通板塊,與光伏系統無關,不會影響房屋的供電。加之光伏板與各個建筑本身關系不緊密,可以規格化,成批流水線生產,成本較低。其缺`煢是造價較高,分離的光伏陣列有時還要占用額外的建筑面積。
江蘇皇明
太陽能公司在其辦公樓的頂部和正面設置了獨立的弧形光伏板陣列(圖6),盡顯“太陽”這一個主題。
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電,不作為圍護結構,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
遮陽板,獨立于封閉幕墻之外。
北京凈雅大酒店的光伏一多媒體幕墻是產能——
節能幕墻應用的一個典型。酒店整個三百都由光伏板陣遮蓋,白天發出的電能儲存在電池內,晚上對多媒體幕墻的
LED光源供電這一幅幕墻面積達2000平方米,由930O塊光伏板組成。豎向布置的鋼架單獨支承面板.離開主體建筑。面板無須密封,所以可以按照建筑設計要求成疊瓦狀布置,開放板耋-圖I0~圖13)。光伏板有9種類型,分別布置12～24 塊光電池。
除大陸外,我國臺灣省也建造了一些分離式光伏建筑,如臺灣電力公司的開敞式展覽館.四周無墻,屋面是獨立的發電采光頂(圖14、圖15)。
最近舉行的高雄世界運動會會場采用了光伏屋頂(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置不同,光伏板本身就兼作圍護結構的面板。由于只有一層面板、一套支承結構,施工簡化,材料節省,也提高了建筑面積的使用率。但這樣一來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，防水、密封、隔音和熱工性能;另一方面,作為光伏板,要滿足超白、小變形和電工方面的要求。有時候這兩方面的要求互相矛盾,就會產生設計或施工的困難。例如當
保溫要求采用中空
玻璃采光頂時,從安全方面考慮,內側(下側)玻璃應為
夾層玻璃,單片鋼話玻璃放在外側(上側);而作為光伏板,夾有光電池的夾層玻璃應放在外側、上方。這樣一來只得采用雙夾膠
中空玻璃來同時滿足兩者的要求,幕墻本身的造價要增加。而且,如果要更換損壞的幕墻、采光頂板塊,就會牽涉到電路上的一些問題,比較麻煩。此外光電板的遮擋、美觀等問題要與建筑設計方面協調,光伏板的布置和朝向不能隨意選取,無發揮最大的光電轉換效果。由于和具體的建筑外觀設計聯系在一起,光伏板型號、規格很多,難以批量生產,生產成本高,周期長。
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