大家好!今天让小编来大家介绍下关于光伏建筑一体化优缺点_光伏建筑一体化的建筑特点的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.光伏一体化城市建筑?2.光伏建筑一体化的建筑特点
3.光伏建筑一体化是什么意思?
光伏一体化城市建筑?
1光伏一体化城市建筑概述
太阳能光伏发电系统是利用光伏电池板直接将太阳辐射能转化为电能的系统,主要由太阳能电池板、电能储存元件、控制器、电力电子变换器以及负载等部件构成。光伏发电系统按运行方式可以分为两类:独立运行的光伏发电系统和并网运行的发电系统。
2光伏建筑系统的设计
2.1设计原则
(1)建筑美学原则:BIPV是建筑物的一个组成本分,整个系统必须符合人们对建筑审美的要求;
(2)建筑智能原则:BIPV系统必须同时满足作为相应建筑物构件所承担的保护、受力、隔热、防水、采光、遮阳等建筑职能;
(3)最大电量输出原则:光电转换是BIPV系统的另一个重要职能。设计者在保证BIPV系统实现其建筑属性的同时,也要考虑如何实现光伏发电系统的电量输出最大化;
(4)BIPV系统的稳定性、可维护原则:BIPV系统在其设计的生命周期内需保证安全、稳定的运行。
2.2光伏建筑系统的设计
(1)当地气象参数的收集。在BIPV设计过程中,地点、气候、纬度、平均日照、平均温度、降水量、湿度、浮尘量、风荷载和地质条件都会影响光伏一体化城市建筑的经济性。
(2)因此在设计前,需要收集当地的气象数据资料。
(3)负载情况分析。负载的计算是独立太阳能光伏发电系统设计的重要内容之一。
(4)光伏板最佳倾斜角的设计。在光伏系统的设计中,光伏板的安装形式和安装角度对光伏板所能接收到的太阳辐射量以及光伏供电系统的发电能力具有很大的影响。
(5)光伏系统总功率的概算。在构成光伏阵列时,为了得到适合的输出功率,必须把单个电池串联或并联起来。根据负载用电量、电压、功率、光照情况,确定光伏电池的总容量和光伏电池板的串、并联数量。
2.3光伏建筑关键技术
(1)安装位置。理论研究与实际运行显示,屋顶是PV的最佳安装点,其次是房屋的南立面。南立面的最优发电时间是冬季,最差是夏季。东西立面的发电量只有屋顶的1/3左右。光伏阵列的倾角和方位角对其性能也有重要的影响。角度设置主要取决于当地的纬度(有时,安装角度与当地纬度并不相称,需要测量决定)、斜面上的辐照强度和负载的用电需求。BIPV阵列的朝向和屋顶的倾斜度限制了其倾角和方位角。
(2)遮挡因素。对于晶体硅光伏电池,很小的遮挡就会引起很大的功率损失,而遮挡对薄膜电池的影响小得多。建筑师设计PV系统时,一定要计算遮挡因素对输出功率的影响,因为不同的遮挡方式可导致不同的功率输出效果。建筑师需要精心设计PV组件的排布,一方面使PV建材的框形设计达到最优,另一方面使环境建筑物对BIPV的影响降到最低。
(3)通风设计。为了保证充电电压,设计光伏发电系统时必须考虑各种因素引起的光伏电池方阵的电压下降量,并据此确定光伏电池组件的串、并联方式和方阵的排布形式。其中,导致电压下降的首要因素是组件的温升。光伏电池组件接收太阳能后,其中一部分直接转换为电能输出,余下部分转换为热能向环境散出,因此电池组件开始工作后数分钟内温度升高,一般维持在50℃左右。在通风不良的情况下,光伏电池组件背面温度可达80℃以上,直接影响了太阳电池的输出电压和转换效率(温度每升高1℃会使光伏电池的能量转换效率降低0.5%左右)[3]。因此,通风设计是BIPV中很重要的因素。通过对BIPV系统(包括光伏电池组件、枕木、角钢、防雨保温板等组成部分)合理的建筑设计和安装方式,可以达到良好的通风、降温效果。
3结语
太阳能光伏一体化城市建筑技术和成本将取得突破性的进展,彻底消除使用障碍,太阳能光伏一体化城市建筑绿色电能源将替代传统火力电能,引领新一轮能源革命。所以我们既要把发展太阳能光伏一体化城市建筑新能源作为应对危机的重要举措,又要把太阳能光伏一体化城市建筑新能源提高到国际竞争的战略制高点的位置。光伏一体化城市建筑BIPV是一个综合工程,一个成功的BIPV需要从最初的方案构思就精心策划,考虑建筑物的周边环境、建筑美学、整体效果、投资规模等等,需要建筑、结构、电气等多专业的共同努力和配合。
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光伏建筑一体化的建筑特点
光伏发电的优点如下:
1、太阳能资源取之不尽,用之不竭,照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。
2、太阳能资源随处可得,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路所造成的电能损失。
3、光伏发电的能量转换过程简单,是直接从光能到电能的转换,没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动,不存在机械磨损。根据热力学分析,光伏发电具有很高的理论发电效率,可达80%以上,技术开发潜力巨大。
4、光伏发电本身不使用燃料,不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质,不污染空气,不产生噪声,对环境友好,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击,是真正绿色环保的新型可再生能源。
5、光伏发电过程不需要冷却水,可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合,构成光伏建筑一体化发电系统,不需要单独占地,可节省宝贵的土地资源。
6、光伏发电无机械传动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电,加之自动控制技术的广泛采用,基本上可实现无人值守,维护成本低。
7、光伏发电系统工作性能稳定可靠,使用寿命长(30年以上)。晶体硅太阳能电池寿命可长达20~35年。在光伏发电系统中,只要设计合理、选型适当,蓄电池的寿命也可长达10~15年。
8、太阳能电池组件结构简单,体积小、重量轻,便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短,而且根据用电负荷容量可大可小,方便灵活,极易组合、扩容。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏建筑一体化是什么意思?
1. 能够满足建筑美学的要求;
2. 能够满足建筑物的采光要求;
3. 能够满足建筑的安全性能要求;
4. 能够满足安装方便的要求;
5. 能够具有寿命长的优势;
6. 具有绿色环保的效果;
7.无需占用宝贵的土地资源;
8.能有效地减少建筑能耗,实现建筑节能;
9.降低墙面及屋顶的温升。
光伏建筑一体化(即BIPV Building Integrated PV,PV即Photovoltaic)是一种将太阳能发电(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。
光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏方阵与建筑的结合。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中,光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式,特别是与建筑屋面的结合。
根据光伏方阵与建筑结合的方式不同,太阳能光伏建筑一体化可分为两大类:
第一类是光伏方阵与建筑的结合。这种方式是将光伏方阵依附于建筑物上,建筑物作为光伏方阵载体,起支承作用。
第二类是光伏方阵与建筑的集成。这种方式是光伏组件以一种建筑材料的形式出现,光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。
光伏方阵与建筑的结合(即第一类)是一种常用的形式。2008年奥运会体育赛事的国家游泳中心和国家体育馆等奥运场馆中,采用的就是光伏方阵与建筑结合的太阳能光伏并网发电系统,这些系统年发电量可达70万千瓦时,相当于节约标煤170吨,减少二氧化碳排放570吨。