太阳能光伏建筑

太阳能光伏建筑（共10篇）

太阳能光伏建筑 篇1

近几年,开发新的清洁能源一直是社会热点问题,受到越来越多的关注,太阳能作为一种清洁能源,将太阳能光伏发电技术应用在建筑中,也是很好的应用方向。该行业的政策导向性占据着重要地位,各国政府先后出台了不少针对促进太阳能光伏应用的政策,近几年,光伏产业的迅速发展,也正是由于受到了各国政府的政策引导。本文针对国内外的相关政策进行了分析,并总结出目前我国光伏政策存在的缺陷。

1 国外太阳能光伏政策现状

从20世纪70年代开始,发达国家就开始了对光伏建筑的政策支持,在政策的正确指引下,截至2009年底,各国光伏累计装机容量分别为:德国排名全球第一,达9.8GW,西班牙为3.5GW,日本为2.6GW[1]。笔者选取了德国、西班牙、日本等光伏大国作为代表,分析其太阳能光伏建筑推广的政策支持。

1.1 德国

德国一直以来对生态环境的保护都非常重视,关于太阳能的利用技术比较成熟,相关政策也比较健全。

1991年,德国开始实行“一千屋顶计划”,并通过了光伏发电强制上网电价政策。1998年,德国政府又提出了“10万屋顶计划”。

2000年出台的“可再生能源法”(EEG法案)中规定,上网电价为3倍的零售电价或8倍的工业电价。2004年,又对法案进行了修订,此后几年其新增光伏发电装机量都排在世界前列[2]。

2010年,德国政府对上网电价进行了调整,其下降幅度超出了市场的接受范围,使得其后的一年内德国的新增光伏发电装机量锐减。

2012年初,德国政府对光伏支持政策进行了进一步的调整,对未来五年的安装量进行了初步规划,并规定一旦实际安装量超出规划的数量,补贴金额将被削减。这也显示出在新增安装量猛增的情况下,政府的政策导向性,鼓励太阳能光伏产业往正确健康的方向发展。

1.2 西班牙

2004年,西班牙政府通过了436/2004号皇室法令,开始实施“皇家太阳能计划”,并于2006年进行了修改,提出了购电补偿法,实施固定上网电价政策。除了电价补贴外,西班牙政府还规定了光伏系统的退税政策[2]。

2008年9月26日,西班牙政府又颁布了1758/2008号皇家法令,光伏发电上网电价被大幅度地下调,由于此法令从2009年1月实施,在新法令颁布后正式实施前,也就是2008年的4季度新增光伏装机容量的增长速度达到了2511MW,这是上一年全年总装机容量的6.3倍[3]。进入2009年后,新法令开始实施,与之前的预测相符,西班牙光伏市场迅速衰退进入低谷。这也很有力地证明了国家政策的支持对于光伏产业发展的重要性。

1.3 日本

日本由于其地理条件的原因,推广光伏建筑具有着明显的优势,最著名的就是日本政府的“sunshine计划”支持包括光伏技术在内的可再生能源的研究。

1993年,日本政府又提出了“New sunshine计划”,这是一项面向普通居民的住宅光伏建筑补贴政策。

1995年,订立“绿色政府行动计划”,支持绿色能源的应用[4]。

2006年,日本停止了实施十余年的住宅光伏建筑补贴政策,这也是导致接下来的两年日本新增光伏建筑用户数量直线下降的原因。

2009年日本政府恢复了对光伏建筑的补贴,而且还通过立法规定电力公司必须回购剩余电量[5]。

2 我国的太阳能光伏相关政策

关于太阳能光伏利用,我国政府也在很多政策中做出了专门条款的规定。2006年4月,国家发改委发布了《可再生能源发电价格和费用分摊关系试行办法》(实施细则),提出了我国光伏发电的中长期发展规划、发展重点和目标。2009年3月发布了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》,支持太阳能光伏建筑的示范项目,推广实施光伏屋顶计划。同时,还颁布了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》对补助资金的使用范围和补助条件进行了详细规定。2009年7月公布了《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》标致着“金太阳示范工程”开始实施。该办法中规定的补贴范围和规模,在国内都达到了空前的水平,其补贴力度也高于欧美发达国家,这也充分说明了我国对于支持光伏产业发展的决心,而事实上,也证明了这一政策对于我国太阳能光伏建筑的发展起到了非常好的刺激作用。

我国光伏发电发电标杆上网电价于2011年8月出炉,国家发改委发布的《国家发展改革委关于完善太阳能光伏发电发电上网电价政策的通知》称,上网电价规定除西藏仍执行每千瓦时1.15元/k Wh的上网电价外,其余省份上网电价均按照1.0元/k Wh执行[6]。

3 我国现有太阳能光伏推广政策存在的问题

虽然我国太阳能光伏相关政策的制定和实施都处于起步阶段,但是补贴力度之大,甚至大于欧美发达国家,这也充分表明了我国政府推广太阳能光伏建筑的决心,但正是由于其施行时间段,也存在很多问题,主要有以下几方面:

3.1 政策机制不健全

近几年,国内出台的很多政策中对太阳能光伏进行了鼓励和政策指引,但专门针对光伏建筑相关的法律法规却很少,只有《可再生能源法》中对太阳能光伏建筑有相关说明。补贴政策方面,国家层面只有《关于加快推进太阳能光电建筑应用实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》中对光伏建筑的补贴和优惠政策做出了规定,但在执行上还存在着不少问题。

3.2 缺乏对地方政府发展光伏的鼓励

地方政府的光伏建筑推广政策,大多基于国家补贴政策,在政策导向上倾向扶持光伏建筑的发展,但在具体执行过程中仍然存在着很多问题。而以目前状况来看,地方政府更多的是扮演跟随的角色,缺乏主导性,仅是跟随国家相关政策的导向,推出了一些地方性文件,但究其根本这种行为还是被动的。

3.3 缺乏对太阳能光伏建筑技术创新的鼓励

从目前我国对于光伏建筑的相关政策来看,大多是鼓励光伏建筑应用的推广,但对于太阳能技术的研发鼓励却很少,而现实的情况是,国内光伏企业自身存在着严重缺乏技术创新的情况,如果不积极鼓励,仍走传统工业发展路线的话,很难让光伏产业得到应有的发展,而作为新能源产业,技术创新才是发展的必要条件,因此太阳能光伏技术的创新更加需要政策鼓励和政府扶持。

3.4 对太阳能光伏建筑的宣传力度不足

太阳能光伏建筑行业发展的最终目的应该是实现光伏建筑的市场化,而市场化的前提是消费者对光伏建筑有需求,但现阶段我国的光伏建筑还是以示范工程为主,整个市场还尚未启动,光伏技术也只是停留在研发和试验阶段,直接消费者对光伏建筑还不甚了解,自然上升不到需求。

因此我国要想大力发展光伏行业,在证词机制方面的完善工作还需要一段时间的努力。S

参考文献

[1]周翔.随政策走近太阳能光伏发电[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版,2010,27(10).

[2]翁同秋.光伏建筑推广政策研究[D].西安建筑科技大学,2011,5.

[3]胡润青.西班牙光伏激励政策的走势和分析[J].太阳能,2009(8).

[4]李曹薇.国内外住宅太阳能利用政策初探[J].新建筑,2005(6).

[5]刘桦,翁同秋.发达国家光伏建筑推广政策实施效果的启示[J].生态经济,2011(1).

[6]卢小兵,叶旭晨.太阳能标杆电价明确产业发展前景[J].中国证券报,2011,8,9.

太阳能光伏发电技术 篇2

【关键词】太阳能光伏发电；光伏电池

将光能转变为电能的光伏技术是一项非常重要的技术。相对而言，目前这项技术的发展还处在初期阶段，到2030年之后将会有很稳定和很高的增长率，会成为可行的电力供应者。

光伏发电技术已有几十年的发展历史，全世界的光伏实验室也有几百家，一直处于一种高研究、低生产的状态，不乏出色的科研人才。在国内，虽然光伏产业在近几年有了很大发展，但大多技术落后、设备陈旧，而且多数是直接引进技术和人才，这个局面直接限制了我国光伏科研水平的提高。

日本从1995年开始就已经实施了政府对光伏发电的补助计划，从而促使日本的光伏产业在后来几年的时间里，得到了长足的发展，太阳能电池产量几乎占了全球总产量的1/2；德国也出台了对光伏产业的优惠政策，使光伏产业迅速发展壮大，目前德国太阳能电池的产量已经超过全球产量的1/4。从日本、德国的例子来看，在这个领域，政府的推动非常重要。现在，西班牙、美国各州以及其他许多发达国家都开始用政策激励的方式大规模发展本国的光伏产业。中国虽然是发展中国家，但政府历来重视新能源的开发和利用，《可再生能源法》这时候能够出台也是顺应了时代要求，时机选择非常准确，充分证明了中国政府在能源和环保问题上的态度是明智的。

作为屋顶光伏发电工程的主角，上海市政府、江苏省政府等无疑为国内各省的光伏普及做了表率。但有关专家们认为，光伏发电因为成本高而无法与常规能源竞争的时候，政府采用的补贴电价、规定电网企业收购比例等扶持办法，对启动光伏发电规模市场将起到很好的带头、促进作用。

其实，此种方法在国外早就有了先例。2004年，德国实施“购电法”安装了10万个太阳能屋顶；日本采用“补贴法”安装了近7万个太阳能屋顶，并计划到2010年，安装100万个太阳能屋顶；此外，美国加州50%的新建住宅都要安装太阳能屋顶；西班牙、意大利等许多发达国家先后出台高价收购太阳能光伏电力的政策，鼓励居民安装太阳能屋顶。据了解，“上海十万太阳能屋顶计划”很可能采用日本的模式---初装“补贴法”，这正是“他山之石，可以攻玉”之所在。

国外的实践证明，光伏发电的成本在技术发展的推动下，正在努力突破高成本的制约瓶颈。如果在技术和规模上再有大的突破，中国的光伏产业赶超日本、欧洲等国家将大有可能。有专家预测，在“十一五”期间，很可能会出现国外光伏产业链大规模向中国转移的浪潮，这无疑会给中国经济注入新的活力因素。光伏发电有望在30年内成为中国重要的电力能源之一。

中国光伏，由说到做

2008年北京奥运会提出了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的理念，光伏发电开始融入奥运建筑。目前，环保、健康已经成为每个中国人关注的话题。

清华大学BP清洁能源研究和教育中心主任李钲认为，全球问题是气候问题，但对中国来说，常规的污染是主要问题。据了解，我国虽然不是全球最大的汽车使用国，却是全球第二大石油消耗国。从我国单车油耗量来看，我国平均单车所耗油的实际值是2.28吨，比美国高10%～20%，比日本高出1倍。不可否认，中国正在一天天地繁荣起来，但同时环境污染也在一天天加剧。全国大多数地区较差的空气质量就是我们依赖煤炭、石油等燃料的恒定指示物。

上海等城市的太阳能屋顶工程，无疑在能源应用方面迈出了很大一步。据了解，仅上海的“十万屋顶”并网光伏系统，每年至少发电4.3亿千瓦时，这不啻为一个天文数字。据相关部门统计，每生产1千瓦时电，大约需要350克左右的煤，4.3亿千瓦时电就相当于给能源紧缺的中国每年节省2万吨左右的煤炭资源。

由深圳市政府投资6188万元建设的太阳能光伏电站，是目前亚洲最大的并网太阳能光伏电站，它的建成昭示着我国利用太阳能发电的美好前景。该电站于今年2月开始承建，8月建成发电。电站采用国际上最先进而又成熟的技术，迄今运行状况良好，并通过业主、设计、监理、质检、供电等相关部门的验收。电站总容量达1兆瓦（即MWp，太阳能光伏发电专业术语），年发电能力约为100万千瓦时，运行20年后仍具发电能力。专家们称，这一电站是我国并网光伏发电领域的成功典范，填补了我国在大型并网光伏电站设计和建设的空白，具有里程碑式的意义。

从《可再生能源法》的颁布到“十万屋顶工程”的启动，再到太阳能光伏电站的建立，中国的光伏产业已经从“说”走向了“做”，把建设“绿色城市”、“可持续发展”城市真正的第一次落在了实处，也是中国太阳能发电普及应用的添彩之笔。

参考文献：

[1]王长贵，王斯成，太阳能光伏发电实用技术，北京：化学工业出版社，2005

[2]于静、车俊铁、张吉月，太阳能发电技术综述，世界科技研究与发展出版社，2008年版。

[3]高嵩、侯宏娟，太阳能热发电系统分析，华电技术出版社，2009年版，国防工业出版社，1999年版

太阳能光伏技术与建筑应用分析 篇3

关键词：太阳能光伏技术,建筑,应用888

太阳能作为可再生资源,在应用过程中逐渐呈现出清洁环保特点,为此,为了推进“节能型”建筑设计理念的发展,要求建筑行业在实践建设项目实施过程中应注重综合太阳能资源所占面积为地区总面积的2/3的条件,设置太阳能光伏系统,最终通过大规模太阳能的利用,提升整体建筑成效,达到最佳的建筑设计状态。以下就是对太阳能光伏技术的详细阐述,望其能为当代建筑领域的快速发展提供有利的参考,并带动其不断更新自身技术手段。

1光伏技术原理

太阳能光伏技术,即利用太阳能电池板太阳光接收功能,将太阳光转化为电能,存储于蓄电池内部,作用于直流电器等领域中,达到节能发电状态。同时,就当前的现状来看,太阳能光伏技术在应用过程中更为注重强调对晶体硅、非晶体硅等硅元件的应用,即由于晶体硅效率为7% ~ 10%,且1k W太阳能所产生的电能为70W ~ 100W,因而发电功率较高。为此,为了打造良好的发电空间,要求我国建筑领域在可持续发展过程中, 应利用硅元件作为光伏元件,由此达到最佳的作业效果。 此外,从太阳能光伏技术应用角度来看,单一太阳电池被广泛应用于实践作业过程中,同时在单一太阳电池发电环境下,要求相关技术人员应注重结合电子学特性, 对半导体材料进行选择,例如,P型或N型导电类型的应用等。同时,在硅晶体二极管布设过程中,为了打造良好的太阳能发电环境,应结合太阳光谱波长< 1.1m m的特点,将太阳光线置入到P-N环境下,且利用电场推进N区向P区的位移,由此达到最佳的光照效果,并确保太阳能电池内部形成稳定的电流环境,满足太阳能光伏技术应用需求。

2太阳能光伏技术系统组成

就当前的现状来看,太阳能光伏系统组成主要包含了以下几个层面的内容:

第一,太阳能电池板,即为了实现对太阳能的有效利用,在太阳能光伏系统布设过程中,应注重将多个电池以并联或串联的形式进行连接,继而将太阳光能转化为电能,满足电能供给需求。但在太阳能电池板配置过程中,应注重采用钢化玻璃封装形式,且将太阳能电池板运作环境温度控制在-40℃~ +60℃之间,并保持风力强度< 12级,最终将太阳光伏系统使用寿命延长至25年,达到最佳的应用效果。

第二,蓄电池,即蓄电池在太阳能光伏系统运作中承担着存储太阳能电池板电能的效用,因而在蓄电池部件设置过程中,应将蓄电池负载需求控制在标准范围内, 达到稳定性系统运作状态[1]。

第三,控制器,即在太阳能光伏系统运作过程中为了实现对蓄电池充电、放电条件的控制,应于太阳能光伏系统核心部分设置控制系统,即实现对负载过电流、 过放、过充等现象的控制,最终对系统形成良好的保护。

3太阳能光伏技术在建筑中的具体应用

3.1 BAPV应用

太阳能光伏技术的BAPV应用,要求建筑单位在实践工程项目开展过程中,为了打造良好的建筑空间,应注重在实践工程项目实施过程中对光伏方阵进行封装处理,且直接以光伏发电系统的形式安装至建筑物表面, 由此达到发电效用。例如,某建筑单位在工程项目实施过程中,为了获取充足的电能资源,即采用了BAPV应用方法,同时注重在光伏发电系统设计过程中,采用H型钢设计形式,并保障光伏系统为纵向主支撑系统型钢,且将光伏电池板与建筑间的通风距离控制在标准范围内,继而达到发电效果,并规避电池板温度过高等问题的凸显。此外,在横向承接型钢设计过程中,为了简化施工环节,提升整体工程质量,采取了C型钢设计方法,从根本上规避了构件、线路间连接问题的凸显,达到了最佳的作业效果[2]。另外,就当前的现状来看,部分建筑单位在BAPV应用过程中,为了增强建筑美观性, 注重采取建筑金属屋面安装方法,由此来增强整体发电功能,同时满足用户视觉需求。即在建筑行业发展过程中,强调对太阳能光伏技术BAPV的应用是非常必要的, 为此,应提高对其的重视程度。

3.2 BIPV应用

BIPV即太阳能与建筑一体化应用方式,要求当代建筑单位在利用太阳能资源进行发电过程中,应注重从设计、施工、安装等角度出发,保障太阳能、建筑间的完美结合,同时注重摒弃传统建设理念,利用光伏方阵代替外遮阳、外幕墙、物采光顶等部分,达到一体化的发电、节能降耗设计效果。此外,在BIPV应用理念下, 为了打造一体化建筑空间,要求建筑单位在太阳能光伏系统设计过程中,应注重将隔热、安全、发电、隔音等效用融于一体,且以光伏采光顶、光伏雨蓬、光伏幕墙等形式,对光伏建筑一体化进行融合,达到最佳的太阳能光伏发电效果。而光伏幕墙在设计过程中,为了达到一体化设计效果,要求施工人员应注重于玻璃夹层中布设光伏方阵,同时确保光伏幕墙以外围护结构形式存在着,最终由此实现对太阳能辐射的吸收,提升整体发电效率[3]。另外,在采光顶一体化设计过程中,应注重配备电缆线、线槽盖板、线槽、单层铝板、光伏组件等部件,且依据太阳高度角,对采光顶节点进行调整,满足太阳能发电需求。

3.3太阳能、LED光源的结合

在建筑行业可持续发展过程中为了增强整体发电作业效果,要求建筑单位在太阳能光伏技术应用过程中, 应注重结合LED寿命为1×105h,光效高50-80lm/W、 环保、安全的特点,在太阳能光伏系统设计过程中注重倡导太阳能、LED光源间的结合,最终由此规避传统发电中资源浪费等问题的凸显。此外,就当前的现状来看, 在建筑领域实践工程项目实施过程中太阳能水泵亦得到了广泛应用,即为了降低整体建筑维修费用,当代建筑单位在水泵站建设过程中,注重由太阳能电池板提供交流电,继而带动水泵的工作,缓解干旱地区建筑发展需求,且为其提供良好的资源应用空间[4]。即在建筑项目实施过程中,太阳能光伏技术的应用有助于提升整体工程质量,为此,应提高对其的重视程度,推进建筑领域的可持续发展。

4结论

综上可知,我国建筑市场在发展过程中仍然存在着资源浪费等问题,影响到了整体工程质量。为此,为了打造良好的工程施工环境,要求当代建筑单位在工程项目开展过程中应强调对太阳能光伏技术的应用,同时注重以BAPV应用、BIPV应用、太阳能与LED光源结合等应用形式,展开工程发电作业行为,达到最佳的太阳能资源应用状态,且就此满足建筑工程开展需求,保障资源利用的有效性。

参考文献

[1]肖潇,李德英.太阳能光伏建筑一体化应用现状及发展趋势[J].节能,2010,12(2):12-18,2.

[2]何红胜,刘峥嵘,刘汉彪.太阳能光伏发电与建筑一体化应用及分析[J].江苏科技信息,2013,12(3):69-70.

[3]鞠晓磊,仲继寿.民用建筑光伏系统设计解析——解读《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》重点条文[J].建筑电气,2014,20(11):715-718.

太阳能光伏阵列支架基础设计 篇4

中国核工业二三建设有限公司华东分公司

摘要：随着新能源的不断发展，太阳能光伏发电应用范围越来越广泛，结合光伏支架上部荷载小、基础数量多的特点，论述光伏支架的基础形式，合理的基础方案可以取得最优技术经济性。利用预制薄壁构件做基础，采用新的基础形式，打破传统的基础设计理念，达到基础工程量最小，可以大幅度降低工程造价，取得良好的经济效益。

关键词：太阳能 支架基础 基础选型 光伏

引言

根据《建筑地基技术处理规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑抗震设计规范》的要求，论述光伏支架的基础形式。

太阳能光伏产业在现在和将来的能源利用中，将起到主要的作用。目前，各个国家对太阳能光伏电池的需求正在不断增加。太阳能光伏产业的原料来源于大地上的硅。对我们来说，几乎是取之不尽用之不竭的，在未来将会有重要的发展前景。太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源，发达国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠；除大规模并网发电和离网应用外，太阳能还可以通过抽水、超导、蓄电池、制氢等多种方式储存，太阳能+蓄能几乎可以满足世界未来稳定的能源需求。

与此同时，我们将会考虑到施工和造价的问题。在太阳能发电应用中光伏发电工程支架基础工程量在整个工程造价中占较大比重，基础选型直接影响工

程投资、施工组织和施工工期。在满足规范要求的前提下，支架基础优化方案成为光伏工程土建部分的重点课题。

某工程为山地项目，站址属山麓斜坡堆积地貌，站址区内沟壑发育，地形起伏较大，地层主要由黄土状粉土、碎石等组成，靠近山体的地势较高地段有基岩零星分布。根据现阶段地质资料，支架基础方案推荐采用以下五种：现浇独立基础；预制条形基础；微型钢筋混凝土灌注桩基础；钢制地锚桩基础；预成孔地锚桩基础。

第一种为现浇混凝土独立基础，该方案是采用传统现浇混凝土基础，根据计算结果，取混凝土强度等级为C30，基础底板尺寸0.6x0.6m，主柱截面为0.2x0.2m，基础埋深1.0m，主柱高出地面0.3m。主柱纵向受力钢筋为4根Ф12钢筋，箍筋为Ф6@200mm，沿主筋均匀分布，钢筋保护层厚度35mm。主柱顶部预埋螺栓与光伏阵列支架支腿连接，满足安全及强度要求。1MWp的基础需混凝土233m3 ，钢筋12.5t，1MWp工程造价约为1287万。独立混凝土基础作为传统现浇混凝土基础方案，具有施工工艺简单，适于各种地质条件的优点，但独立基础要开挖和回填，需要对现浇混凝土支模养护，用水量很大，施工周期长，施工人员多，施工费用高，且不利于周围植被的保护，对环境影响较大。。

第二种为预制条形基础：2.6mx0.4mx0.7m（长x宽x高），基础底标高为-0.40m（相对标高），高出厂区地坪0.30m，混凝土强度等级C30。基础全长范围内钢筋要求为：主筋为4根Ф12钢筋，箍筋为Ф6@250mm，沿主筋均匀分布，钢筋保护层厚度35mm。基础顶预留螺栓。光伏阵列支架柱与基础顶预留埋件采用螺栓连接，连接必须满足安全、不均匀沉降要求。施工采用机械或人工开挖，之后将预制基础就位，最后采用原状土回填。1MWp的土石方开挖3687m3，土石方回填3134m3，基础混凝土245.5m3，钢筋17.4 t ，垫层：

121m3，1MWp工程造价约为1617万元。预制条形基础具有防止不均匀沉降、适应较差地质条件的优点，但条形基础也需要开挖和回填，不利于周围植被的保护，对环境影响较大，且施工周期较长，施工费用高。

第三种为微型钢筋混凝土灌注桩基础，基础采用微型钢筋混凝土钻孔灌注桩，根据计算结果，取桩径300mm，前桩桩长1.6m，埋深1.3m；后桩桩长1.8m，埋深1.5m。混凝土强度等级C30。桩身全长范围内钢筋笼要求为：主筋为5根Ф10 钢筋，箍筋为Ф6@100/200mm，沿主筋均匀分布，钢筋保护层厚度50mm。1MWp的土石方开挖4424m3，土石方回填3760m3，基础混凝土218.8m3，钢筋13.5 t ，垫层104m34，1MWp工程造价约为8.41x33=1597.5万。基础桩顶应居中预埋地脚螺栓。光伏阵列支架立柱与基础采用螺栓连接，连接必须满足安全及强度要求。微型钢筋混凝土灌注桩采用微型机械成孔设备，施工速度较快，没有土方开挖及回填，工程造价低，工期较长。

第四种为钢制地锚桩基础，基础采用钢制地锚桩，根据计算结果，取钢管直径为0.076m，桩长1.8m，入土深度1.6m，1472根/方阵。1MWp工程造价约为1320万。对钢制地锚桩桩径及桩长进行设计验算，以保证其能满足竖向承载能力，水平承载能力、抗拔承载能力以及抗倾覆承载力的要求；采取可靠连接措施以保证钢制地锚桩与上部支架系统安全连接；采取相应防腐措施保证钢质地锚的使用寿命达到抗腐蚀要求。钢制地锚桩具有施工速度快，环保和节约施工及运输成本的优点，虽然钢制地锚桩造价相对较高，但可大大缩短施工工期，并且不存在塌孔的问题。

第五种为预成孔地锚桩基础，预成孔地锚桩适用于坚硬土层，如卵石层和岩石层。根据计算结果，预成孔地锚桩成孔直径仅需150mm左右，桩长1.8m，入土深度1.6m，其中0.6m采用直径为0.076m钢管，钢管以下部分采用焊接钢筋锚固。1MWp工程造价为1320万。成孔机械为专业的钻岩机，施工技

术简便、成熟。对地锚桩桩径及桩长进行设计验算，以保证其能满足承载能力的要求；采取可靠连接措施以保证地锚桩与上部支架系统安全连接；采取相应防腐措施保证钢质地锚的使用寿命达到抗腐蚀要求。地锚桩具有施工速度快，环保和节约施工成本的优点，且对地质条件要求较低。

光伏支架基础方案确定，通过对五种基础形式技术及经济对比，钢制地锚桩与预成孔地锚桩基础方案虽然造价相对较高，但施工快，工期短，可以减小地基土湿陷性的影响，水土保持好，且针对坚硬土的地质情况，有其独特的优越性，同时结合现阶段工程地质情况，拟采用预成孔地锚桩基础。待下阶段根据区域地质情况及总平面布置对基础形式做进一步优化。

参考文献

【GB 50007-2011】 中国建筑工业出版社 《建筑地基基础设计规范》

2012-08-01 333页

【GB 50011-2010】 中国建筑工业出版社 《建筑抗震设计规范》 2010-12-01 483页

【JGJ 79-2012】 中国建筑工业出版社 《建筑地基技术处理规范》

太阳能光伏建筑 篇5

太阳能产业在太阳能电池效率和降低制造成本方面逐年进步, 这样在市场上就会降低终端用户的费用。若政府部门和市政公司对率先使用或者接受太阳能技术的业主进行补贴或者免税, 将进一步促进太阳能行业的发展。

至于光伏系统能否既美观又高效地发挥功能, 目前, 业内解决了这一难题而生产出令业主满意、美观的建筑一体化光伏瓦的企业不多。

美观

根据波士顿的绿色科技传媒和太阳能工业协会的说法, 2010年安装的民用光伏系统超过48 000套, 这意味着将增加264MW的发电量, 也就是说2009年到2010年之间电能增长了100MW。由于相关鼓励措施和第三方投资增长等因素, 2011年民用光伏系统稳定增长, 安装量达350MW, 大约为85 700户。

过去的10年中, 华盛顿州贝尔维尤市的保罗·巴耐特与家居装饰秀电视主持人鲍勃·维拉、美国能源部合作, 在国际消费电子展和建筑展等展会中对一些光伏样板工程进行了展示。巴耐特组织了一个所谓“未来家居体验”活动, 展示用于民用住宅的节能和可再生能源的特点。

光伏系统的不足是美观性不佳。规划的居民社区在接受太阳能方面, 对安装第一代屋顶光伏板仍有抵触心理。为了增加光伏系统安装率, 有必要推出屋面光伏一体化系统。随着太阳能制造与设计的不断完善, 太阳能膜材产品性价比更高。光伏系统新技术、新方法不断融合, 价格降低和美观性增强都促进了市场需求。

美国密歇根州奥本山市的美国能源转换公司的全资子公司—UNI-SOLAR公司是一家致力于改善光伏产品以使其更加美观的公司。2011年第四季度, 该公司生产了民用UNI-SOLAR誖产品——PowerShingle TM。

PowerShingle是一种仿传统沥青瓦的光伏产品, 但较传统沥青瓦而言表面更为光滑, 仍具有传统沥青瓦的许多其他特点, 诸如大小、形状、重量、灵活性、厚度和耐老化等, 另外, 其施工材料与工艺和沥青瓦几乎一样。

UNI-SOLAR公司战略市场部副经理马赛林诺·苏萨说:“正方形的光伏板铺设于屋顶上与建筑设计不协调的现象仍然存在。而建筑一体化光伏瓦的出现, 将有更为美观的产品可供业主选择。”

由于光伏系统成本持续降低、美观性增强, 且可降低能源费用, 加之电费上涨, 光伏系统在未来5年内的使用率会大幅上升。业内人士也意识到了这点, 屋面制造商正在寻找各种利用可再生能源提高屋面系统价值的方法。

挑战

价格是影响光伏系统, 特别是民用光伏系统推广的决定因素。而美国和全球经济低迷, 这就不难理解为什么太阳能产业会遇到一些困难。

补贴措施使消费者花的钱少, 是推广民用光伏系统的保证。民用光伏屋面系统需要更适合其自身特点、经济的模式, 比如馈网电价制度 (译注:政府承诺以事先约定的价格购买由光伏系统生产的电能) , 该制度在加拿大安大略省很成功。

屋面承包商也认为, 如果光伏系统可购买性很强, 并且有合理的回报期, 那么将有更多的人愿意在自家屋顶上安装太阳能系统。

费用

对于考虑安装光伏系统而又担忧其价格的业主来说, 美国联邦政府的税收政策可降低光伏系统费用。某些州政府也通过税收政策、折扣或其他措施, 支持居民社区加大对太阳能的使用力度。

馈网电价制度由于可给业主带来稳定的收入, 帮助了业主收回投资。一些折扣项目也会根据每瓦电量预付给业主一定费用。多数情况下, 这些项目是为了配合州政府制定的节能政策。

在2016年前安装光伏系统, 业主可获得30%的联邦税收抵免。如果在2011年12月31日使用的, 税收抵免也可转换成现金支付。另外, 2011年光伏系统整体成本降低, 业主也会从中受益。成本降低也有助于降低业主的应纳税支出。

美国约有一半的州提供这种项目来帮助业主。加利福尼亚、夏威夷和新泽西州推出了十分优厚的鼓励政策和优惠项目。夏威夷最近批准了一项馈网电价制度外加35%的太阳能信贷, 优惠程度超过了联邦税收抵免。科罗拉多州也有由州立市政公司推出的优厚的折扣项目。

为了帮助业主充分利用联邦、州和地方政府的优惠政策, 几家太阳能租赁公司正为民用光伏市场提供服务。这些公司提供像购电协议等合约, 使得业主能够在数年间, 最多不超过20年, 以固定价格购买屋顶光伏系统的电能。租赁公司凭借购电协议负担安装光伏系统的费用, 而业主在较长的一段时间内, 只需支付一定的电费, 而不需预付有关光伏系统的费用。

另一个降低成本、加快业主投资回报的潜在方式是解决地区性许可要求, 使其更加统一。

根据《纽约时报》与太阳能安装公司合作的调查报告——“地方许可制度对太阳能使用成本的影响”, 显示每户民用光伏系统由于要与各地方的准许要求 (各地区准许要求并不一致) 相符合, 而增加了2 500美元的费用。如果许可要求在联邦政府层级, 或者至少州政府层级标准化, 那么仅仅2年内, 对全美大约一半的居民来说, 太阳能的成本极具吸引力, 并且5年内, 民用和商用太阳能市场的投资可达10亿美元。

施工工艺

影响光伏系统成本的另一个重要因素是施工工艺。如果所选的光伏系统不宜运输和安装, 那么成本就增加, 业主就不太愿意使用屋顶光伏系统。

大多数民用光伏系统安装在屋顶上, 其使用的辅助件和连接件, 需由屋面承包商用标准工具安装。重要的是, 整个安装过程需由不同专业的人员完成。屋面施工人员能拼装连接屋面光伏产品, 却不能将电接入室内。在光伏单元模块施工完毕后, 电工将做最后的连接工作, 使得屋顶建筑一体化光伏瓦与系统其他部件连通, 系统得以运行。

地方法规

罗琳·布拉德肖是宾夕法尼亚州的建筑师, 也是当地的参议员, 供职于特拉华县规划委员会。她认为安装传统光伏板影响建筑美观。她通过在特拉华县规划委员会的工作, 使这一问题越来越为人所关注。

“我看过其他市镇涉及太阳能和风能的管理条例, 规定了哪些位置可以安装太阳能板, 是否在屋面上可以为独立式的等, ”布拉德肖说道, “将会有更多的地方管理条例就此类问题作出规定, 什么做法是允许的, 是否对邻居有影响, 就像卫星天线刚开始流行的那个时候一样。对光伏系统而言, 我认为如果光伏技术与瓦融合, 地方管理条例不是问题。”

应用

UNI-SOLAR公司与新泽西州能源公司的子公司——新泽西州家居公司合作, 将Powershingle作为一个试点项目, 首次应用于新泽西州。

作为太阳能租赁项目的一部分, 新泽西州家居公司将在15家民居的屋顶上安装光伏组件, 使得居民用上干净、可再生的能源。通过太阳能租赁项目, 新泽西州家居公司支付了前期的安装费用和维修费用, 这些费用可达上万美元。

在该试点项目中, 预计每月每户光伏系统的平均发电量为3kW, 在20年内, 每月需支付的电费为26美元。在租赁期内, 每月的电价都是固定的。根据新泽西州家居公司的估算, 预计每年每户平均将节约电费600美元, 在整个租赁期内将节约10 000美元, 而且每位用户可用上干净、可再生的电能。

美国新泽西州某2 000平方英尺 (约185.8 m2) 的房子, 在其平坦朝南的屋顶上安装了4.5 kW的PowerShingle系统, 每年可生产的电能约为6 200 kW·h。根据美国能源部的说法, 2008年每户家庭的平均用电量为11 000 kW·h, 因而光伏系统能提供其一半的用电需求, 而无需什么费用。

美国光照充足, 完全可以支持光伏系统的安装使用。正如上文所提到的新泽西州, 尽管其光照资源还不算丰富, 但光伏瓦仍可每年生产约6 200 kW·h的电能, 而在光照丰富的亚利桑那州, 一个4.5 kW的光伏系统每年可生产的电能可超过8 700 kW·h。

展望

太阳能光伏建筑 篇6

近年来, 随着社会进步和科技的发展, 太阳能光伏产品的价格越来越低, 也使得它更多地应用于我们的生产、生活中。光伏与建筑一体化的建筑材料作为多功能材料出现具有可构建建筑和产生能源的双重作用, 其发展经历了长期探索和实践。在BIPV的发展过程中, 不可避免地存在很多问题, 比如光伏组件的发热问题, 这不仅无形中损失了能量, 降低了太阳能利用率, 也由于光伏组件的温度过高导致组件的光伏发电效率降低。鉴于BIPV系统存在的这一缺点, 科研工作者利用了这些余热, 在光伏与建筑一体化的基础上, 利用各种冷却系统收集利用光伏组件产生的余热和建筑接收到的热量, 为建筑提供热水或供暖, 充分利用建筑接收到的太阳能, 同时减少建筑的得热量, 降低室内空调制冷能耗, 探索开发了光伏、光热与建筑一体化系统, 即BIPV/T系统, 使得零能耗建筑的发展具有可行性。

基于国内外BAPV、BIPV发展的案例, 结合目前BIPV/T和零能耗建筑的发展进程, 本文对光伏与建筑一体化发展模式和路线做了初步探讨。该探索为中国BIPV发展提供可借鉴模式, 积极推进BIPV的进程和发展, 实现建成“绿色建筑”的梦想。

1 光伏与建筑一体化

1.1 BAPV和BIPV

BAPV就是建筑与光伏相结合, 将太阳能光伏系统附着在建筑物、幕墙、特殊结构等表面, 在完整的建筑物上增加光伏方阵, 为建筑物提供所需的热能和电能。这是光伏系统和建筑结合的早期形式, 是光伏系统和建筑的初步结合, 并不完善, 由此发展出了更为完善的BIPV系统。BIPV是建筑与光伏器件的结合, 将太阳能光伏器件集成到建筑物上, 并作为建筑物的一部分[1], 为建筑物提供所需能量。该系统与建筑同步设计、同步施工、同步验收、同步管理, 从而实现二者的完美结合。该技术中光伏组建作为建筑材料的一部分, 也是真正意义上的光伏与建筑一体化[2]。

1.2 光伏建筑一体化发展应考虑的问题

BAPV和BIPV统称为光伏与建筑一体化, 该技术在设计合理时可以完全为建筑提供所需要的电能。在实际设计时因光伏器件属于现代科技发展产物, 当与传统建筑结合时, 考虑的不仅是现在建筑的特点, 还应与当地文化融为一体, 与当地建筑格局结合。也就是说, 现代光伏器件不能和传统建筑结合时显出异类。这就需对光伏器件设计提出更高的要求。

光伏与建筑一体化中不可避免会产生能量的浪费和损耗, 会产生难以利用的余热, 而建筑本身也需要消耗热能, 同样具有优秀品质的太阳能集热系统可为建筑提供所需热能, 这为光伏光热与建筑一体化发展成为可能, 为光伏、光热与建筑一体化的发展奠定了基础[3]。

2 光伏光热与建筑一体化

2.1 光伏光热与建筑一体化

光伏、光热与建筑一体化, 是在光伏与建筑一体化的基础上, 更加充分地利用太阳能, 利用光伏模块和建筑的得热量为建筑提供热水或供暖, 一些国家和科研工作者加大了对这些余热利用的研究, 在此基础上发展了光伏、光热建筑一体化 (BIPV/T) 系统, 在电力输出的同时, 保障生活热水或供暖的热量。

光伏、光热与建筑一体化目前的应用方式主要分为两类:a) 水冷却型BIPV/T系统。在光伏模块背面设置表面和流体通道, 构成光伏光热模块。这种在外表面设置了光伏光热模块、以水为冷却工质的墙体为光伏热水一体墙;b) 空气冷却型BIPV/T系统。即在光伏模块背面添加的通风通道, 设置空气的进口和出口, 以空气为系统吸热工质。两种系统所产生的热量均可以为建筑供暖, 为建筑提供热水, 或者作为供暖热源, 供给地暖系统、烘干作物等等。

光伏、光热与建筑一体化中水冷却型BIPV/T系统和空气冷却型都具有各自不同的特点。水冷却型BIPV/T系统由于使用水作为冷却工质, 对传热元件有更高的要求, 还必须有和光伏组件的背面有良好的热接触和流畅流体通道管束, 同时必须加入防冻防泄漏装置, 所以这种系统的成本较高。空气冷却型BIPV/T系统没有水冷却BIPV/T系统那么复杂的设计, 只需设计通畅的通风通道就可以了, 以便及时带走光伏模块和墙体上的热量, 这种系统构造简单, 设计和施工方便, 但是空气型冷却系统吸热效率比水冷却型差, 还需要进一步研究和改进。

现代建筑中, 不仅要有产生光能的设备, 还需要热水、电热、空调等设备, 即光、热和冷 (根据建筑温度而定) 。光伏、光热与建筑一体化的结合, 实际是PV/T与光伏建筑一体化的结合, 因太阳能光伏组件在工作时, 有大量热量释放, 可通过某些方法把这种热量利用起来。而太阳能集热器又能通过热传递传导热量, 可以吸收热量, 这就为PV/T技术发展提供了可行性。但目前因许多技术问题, 这种一体化技术还处于实验研究阶段, 主要问题有:a) 使用寿命问题。光伏、光热一体化中建筑使用寿命60 a~70 a, 而光伏、光热设备寿命大约20 a~25 a, 这样就得评估光伏、光热器件的更换问题;b) 使用安全问题。一体化过程中, 光伏、光热设备承担建筑的各项功能 (保温、防火、防水、通风) , 对光照舒适度、温度、电能等需求做综合的研究和探索。而这些器件的安全性和稳定性需要专业部门评估;c) 系统规划问题。光伏发电不仅需要光伏组件而且需要蓄电池、逆变器、控制器等辅助设备, 这类设备摆放问题需要处理, 以及光热系统的设计问题, 这些问题都需要光伏工程师、建筑设计师共同合作[4]。

2.2 零能耗建筑

Net-zeroenergybuildings (NZEBs) 即建筑产能等于或大于建筑耗能, 它代表建筑一体化发展的一个新概念, 也就是建筑所需能源全部来自于建筑本身, 建筑能源自给自足。零能耗建筑是综合利用各种节能技术和可再生能源技术, 利用最先进的建筑材料和节能设备, 来实现建筑热能与电能的100%自产, 随着光伏、光热产业的发展, BIPV-T的技术日益成熟, 这为零能耗建筑发展奠定了基础。

零能耗建筑的关键是实现对可再生能源的充分利用, 利用和吸收建筑本身可以利用的一切能源。目前, 可供建筑使用的可再生能源有多种, 包括太阳能、风能、生物质能和特殊地域的地热能等, 人体和家电设备产生的热量、建筑产生的热气、废热水也可以作为建筑的能量来源。

零能耗建筑对建筑的技术、设计、材料有更高的要求, 需要最优化的设计, 更好更优地分配利用建筑能源。比如有利于高效使用和回收能量的室内空间设计、双腔三玻技术、新型的自控控制系统和保温采暖设备、双层或多层玻璃幕墙, 使建筑更加智能化和自动化;使用环保、节能、性能优越的新型材料, 如真空玻璃、相变材料 (PCM) 、使用更加高效光伏组件、高效的采暖锅炉、高效新风自控系统等, 尽量吸收和分配利用建筑可以获得的能量, 使用低温辐射式楼板、墙面采暖制冷系统及配套的高效蓄热辅助采暖体系, 高效遮阳措施和设备, 降低建筑能耗, 实现建筑零能耗的要求, 发展成舒适节能环保新型的绿色建筑[5]。

3 新型绿色建筑

绿色建筑的概念:在建筑的全寿命周期内, 最大限度地节约资源 (节能、节地、节水、节材) , 以最少的资源消耗、最恰当的人均使用面积, 建造最舒适的人居环境, 积极开发利用清洁能源, 减少污染保护环境, 从规划、设计、施工、使用和管理等每个环节全面贯彻可持续发展精神[6]。为人们提供健康舒适、与自然和谐共生的建筑, 建造自然气息深厚、生机盎然、方便舒适节能环保的居住环境。在不损害生态环境的前提下, 提高人们的生活质量及环境质量, 建立建筑于室外的自然空气、水分、能源及其它各种物资的循环, 赋予建筑物以生态学的文化教育和艺术内涵[7]。

绿色建筑, 就必须在建筑中做好自然通风、建筑遮阳、天然采光、门窗隔热、墙体保温、智能空调、太阳能利用、水环使用和使用“3R” (Reduce、Reuse、Recycle) 材料等“绿色技术”, 以实现零消耗、节能、环保、功能多样的现代绿色建筑, 建成现代化的零能耗绿色建筑。

4 结语

从最开始的BAPV到BIPV的发展, 使光伏和建筑初步达到基本整合。从光伏建筑一体化到光热、光伏新型能太阳能建筑, 最后, 发展为绿色、环保、生态、自理能源的“零能耗”新型绿色建筑。

摘要：介绍了太阳能光伏与建筑一体化现状, 分析和借鉴了国外光伏与建筑一体化设计理念。通过探讨光伏与建筑一体化路线, 认为未来建筑发展是从BIPV到BIPV/T到NET、绿色建筑的一种基本模式, 该模式可为中国光伏与建筑一体化未来发展提供参考。

关键词：光伏建筑一体化,BIPV/T,BIPV,NET,绿色建筑

参考文献

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[5]李现辉, 郝斌.太阳能光伏建筑一体化工程设计与案例[M].北京:中国建筑工业出版社, 2012:78-79.

[6]陈之泉.向零能耗建筑迈进[J].山西建筑, 2009, 1 (7) :17-20.

建筑光伏系统太阳辐照量分析 篇7

在太阳能光伏应用中, 阵列的安放形式与系统的发电量密切相关, 独立光伏系统通常要考虑最优发电量及蓄电池的容量, 结合方阵面上所接收太阳辐射量的“连续性”、“均匀性”和“极大性”进行综合考虑。而对于大多数并网光伏系统, 普遍采用的是以倾斜面上全年接收到最大的太阳辐射量作为最佳倾角的方案[2,3]。

目前在城市应用的与建筑相结合的太阳能发电系统中, 由于光伏发电量通常不能满足建筑自身的用电需求, 因此其设计一般都要考虑以全年最大发电量作为基础。对既有建筑改造的屋顶分体式系统在条件允许时可以采用最优倾角的方式以获得最大发电量, 一体式系统如光伏采光顶等, 其安放角度的选择不仅牵涉到本身系统的工作性能, 同时还会影响整个建筑经济效益、功能和外观。因此在选择安放倾角时还需要作进一步的综合考虑。应用于建筑物外立面的光伏系统其发电量仅取决于外立面的方位角, 由于我国幅员广阔, 建筑物外立面的光伏系统应用还需考虑地理条件和环境等因素。

光伏系统的发电量与多种因素有关, 但是阵列所接受的太阳辐照量是影响系统发电量的最主要因素。本文根据天空散射辐射各向异性的Hay模型及光伏系统与建筑相结合的特点, 对我国一些地区光伏应用于建筑时的辐照量进行了计算和分析, 并以倾斜面上全年获得最大幅照量为依据得到最优倾角, 其结果对光伏建筑设计具有一定的参考意义。

一、太阳辐射量计算模型

现有的不同倾角或方位的接收太阳能辐照量计算模型大体可以分为两类, 即考虑天空散射辐照量是均匀分布的各向同性的模型和与之相反各向异性模型。各向同性的模型[5,6]的计算相对比较简单, 但这种方法与实际情况中北半球南面的天空散射辐照要比北面大, 在南半球则正好相反的事实不一致, 因此对于朝向赤道的倾斜面其计算结果偏小, 而对于朝东西向的倾斜面其计算结果则偏大。目前在实际计算中普遍采用的是Klien和Theilacker提出的倾斜面上月平均太阳辐照量的计算方法, 即在倾斜面上的太阳辐照总量由直接太阳辐照量、天空散射辐照量和地面反射辐照量三个部分组成, 并认为天空散射辐照量是各向异性的, 其倾斜面上月平均太阳辐照量与水平面上月平均太阳辐照量的比值为:

式中:———水平面上月平均散射辐照量;

———水平面上月平均总辐照量;

β———方阵倾角;

ρ———地面反射率, 一般情况下ρ=0.2。

下面展开 (2) 式, 列出并完善其所涉及的参数以及各参数的意义。

式中:ωSS———倾斜面上日落时角;

ωSR———倾斜面上日出时角;

ωS———水平面上日落时角;

式中:A=cosβ+tanφcosγsinβ

其中:φ———当地纬度, 以北半球为正;

γ———方阵的方位角, 即方阵面外法线在地面投影与正南的夹角同, 且以向东为负, 向西为正;

δ———太阳赤纬角, 按文献[8]计算。

如果当地气象站点只能提供水平面上月平均总辐照量, 可以采用由Erba和Duffie所提出的方法由总辐照量中分离出散射辐照量, 其月散射辐照量与总辐照量的比值取为:

当ωS≤81.4°且时:

当ωS>81.4°且时:

式中:———清晰度指数, 为水平面上月平均太阳辐照量与大气层外太阳辐照量之比:

其中:———大气层上界水平面上的太阳辐照日总量, 按下式估算[1]:

其中:ISC———太阳常数, ISC=1367±7W/m2;

γ———此处为辐照量修正值, 其计算公式如下:

式中:n———日期序号。

不同倾角与方位角上太阳辐照量的计算牵涉的变量较多, 且计算量比较大, 为此编制的C++程序可以完成各种倾角与方位角下光伏方阵面上太阳辐照量的计算。

二、计算结果与分析

1.应用于屋顶的光伏系统

应用于屋顶的光伏系统有两大类:分体式系统和一体式采光顶, 在对即有建筑进行光伏工程改造中, 分体式屋顶光伏系统占了很大比例, 其特点是建筑物仅作为光伏系统的安装场所, 因此不会对建筑物的功能产生影响, 并且阵列的安放形式也具有较大的灵活性。

应用于屋顶的分体式光伏系统, 在场地允许时应优先考虑按最优倾角安装, 以获得最大幅照量。本文依据相关气象资料 (资料来源:国家气象局) 对部分城市按全年接受到最大辐照量所对应的最优倾角进行了计算, 为了与同类文献比较, 将方位角取为0度, 也即阵列朝正南放置, 计算结果如表1所示。

结果表明, 最优倾角βopt大多比纬度角φ要小。其次, 最优倾角除了与纬度有关外, 还与当地的辐照量的组成有着密切的关系, 例如:拉萨和武汉具有相似的纬度, 然而其对应的最优倾角却相差将近10度。

年散射辐照量HD与年总辐照量H的比值HD/H反映了散射辐照量在总辐照量中所占的比重, 最优倾角与纬度角的比值βopt/φ则反映了最优倾角偏离当地纬度角的相对值。将表1所示城市的比值HD/H (注:长沙站点只有水平面上总辐照量, 需按前述方法由总辐照量中分离出散射辐照量, 其余城市均为实测资料) 与其对应的比值βopt/φ进行比较, 如图1所示。可以看出, 散射辐照量与总辐照量的比值HD/H越大, 即散射辐照量在总辐照量中所占的比例越大, 则最优倾角与纬度角的比值βopt/φ越小, 因此最优倾角偏离当地纬度角的相对值也越大, 这表明散射辐照量在总辐照量中所占的比例对最优倾角有较大影响。

光伏发电系统应用于建筑屋顶时, 由于建筑自身的朝向以及功能要求, 有时屋顶场地不允许阵列朝正南方向安装, 这时要考虑由于方位角的改变对阵列辐照量的影响, 阵列所接受的辐照量将随方位角的增大而降低。图2给出了国内三个城市的计算结果, 其固定倾角取为表1所示的按正南朝向时的最优倾角。

可以看到, 随着方位角偏离正南方向, 阵列获得的辐照量逐渐减小, 其衰减量与当地正南朝向的最优倾角相关, 最优倾角越小, 方位角的变化对阵列获得的总辐照量影响越低。例如北京 (III类地区) 、广州和长沙 (IV类地区) 的正南朝向时的最优倾角分别为33.4度、17.3度和13.2度, 当方位角为90度 (正东) 朝向时, 阵列所获得的辐照量分别衰减至正南朝向时的82.5%、95.0%和97.1%, 表明在最优倾角较大的地区要充分考虑方位角的影响。由于高纬度地区的最优倾角通常也较大, 因此在高纬度地区应尽可能使方阵朝向正南方向。

(1) 最优倾角与方位角的关系

当受屋顶场地限制, 光伏阵列偏离正南方向安装时, 对应于光伏阵列的方位角也存在一个最优倾角。图3为三个城市的光伏阵列在不同方位角时其对应的最优倾角变化关系。可以看出, 最优倾角随方位角的增加而减小, 当方位角为90°, 即光伏阵列为正东或正西朝向时, 最优倾角为0度, 要求光伏阵列水平安放。

当阵列的方位角偏离度不大时, 对比按图3所示的方位角所对应的最优倾角和按表1倾角时阵列所获得的辐照量, 发现二者的差别不大。图4为北京地区的计算结果, 可以看到, 当阵列的方位角偏离正南方向在45度以内时, 按方位角调整倾角进行优化后阵列的幅照量与按表1的倾角时阵列所获得的幅照量差别在0.4%以内, 因此在建筑物屋顶安装光伏系统时, 阵列的方位角偏离正南方向在45度以内时可按表1取值而不对倾角进行修正, 大于45度时则应作适当修正。

对于一体式光伏采光顶等, 光伏阵列布置 (倾角或方位角) 的改变可能会影响到整个建筑的外观和造价, 因此, 在这种情况下倾角的选择往往应该综合考虑各项因素, 在此基础上选择一个相对最优值。

2.应用于建筑外立面的光伏系统

光伏系统应用于建筑外立面主要有分体式和一体式, 前者为对既有建筑进行改造, 后者为一体式光伏幕墙, 近年来在一些建筑中已得到应用。

光伏系统应用于建筑外立面时由于其倾角是固定的垂直方向, 因此所获得的辐照量仅取决于外立面的方位角。图5为三个城市的建筑外立面所接受的辐照量与其方位角的关系, 可以看出, 北京地区建筑外立面的方位角为0度时所获得的辐照量最大, 广州在方位角为14度时获得最大辐照量, 而长沙则在方位角为49度时获得最大辐照量, 与昆明的结果[10]相近。方位角为90度时三个城市的建筑外立面所接受的辐照量均为最小值。在高纬度III类的北京地区辐照量随建筑物的外立面朝向变化较大, 方位角为90度时的辐照量仅为最大辐照量的76.7%, 而低纬度IV类的长沙和广州地区则分别为95.8%和91.2%。这是因为在低纬度地区阳光相对于垂直立面的入射角较小, 同时在IV类地区散射辐照量在总辐照量中所占的比例较大, 组件获得的辐照量大部分来自天空散射辐射, 因此外立面的朝向对总辐照量的影响较小。

三、讨论

1.对于屋顶分体式光伏系统, 在安装场地约束条件较少时应尽可能将组件的方位角取为0度, 也即方阵朝正南向放置, 同时按表1所列的最优倾角进行安装。在场地条件不允许朝正南放置时阵列的方位角以不超过45度为宜。

2.光伏系统应用于建筑物外立面时, 外立面的方位角偏离正南向将导致阵列所获得的幅照量下降, 这种现象在高纬度地区更为明显, 因此在高纬度地区于建筑物外立面应用光伏系统时要充分考虑外立面的朝向, 外立面的方位角在30度以内较好。

建筑物外立面所获得的幅照量与当地纬度相关, 如以正南朝向最优倾角安装的方阵所接受的辐照量为100%, 图6给出了三个城市的建筑物各外表面所接受的辐照量对比, 可以看出, 低纬度的长沙和广州地区正南向外立面的辐照量分别下降至55%和59%, 而北京地区则为69%, 这表明在低纬度地区光伏系统不宜应用于建筑物外立面。

四、结论

1.按全年最大辐照量计算时, 我国大多数地区的最优倾角都比纬度角要小。散射辐照量在总辐照量中所占的比例越大, 则最优倾角偏离当地纬度角的相对值也越大。

2.对于屋顶分体式光伏系统, 应尽量将方阵朝正南放置, 方阵的倾角应取为最优倾角。在场地条件不允许时, 如方阵的方位角偏离正南方向在45度以内时仍可采用正南朝向的最优倾角, 大于45度时则应作适当修正。

3.建筑物外立面的辐照量随方位角的增大而下降, 在高纬度地区尤为明显, 因此在高纬度地区将光伏系统应用于建筑外立面时应充分考虑建筑外立面的朝向。

4.在低纬度地区将光伏系统应用于建筑外立面其效率明显低于高纬度地区。

参考文献

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太阳能光伏建筑 篇8

21世纪, 世界十大问题之首, 就是世界能源的日趋减少。在发展低碳经济的大背景下, 太阳能发电凭借着绿色环保、日趋成熟的技术水平、安全、长寿命和取之不尽等优势, 得到各国政府的高度认可。截止2011年底, 我国太阳能光伏发电累计装机量达300万k W, 但与发达国家相比, 太阳能光伏发电仍是我国新能源发电产业的“短板”[1]。

自1839年法国科学家E.Becquerel发现光生伏打效应以来, 太阳电池已经有170多年的发展历史[2], 1954年美国贝尔实验室成功制备了具有实用价值的单晶硅太阳能电池, 该硅太阳电池的转换效率从开始的4.5%, 到几个月后的6%[3], 光伏技术的研究与应用进入了新的发展阶段。21世纪以来, 太阳能电池开始规模化生产, 太阳能光伏发电技术成为朝阳产业, 特别是西方等发达国家, 太阳能光伏发电技术的应用渗透到各个行业领域中。

1 绿色建筑中太阳能光伏发电技术

1.1 太阳能光伏发电原理

太阳能光伏发电系统, 主要是利用太阳能电池的光生伏打效应, 将太阳光辐射能量能直接转换为电能, 提供给外界负载使用或者进行存储的一种新型发电系统。其关键元件是太阳能电池, 太阳能电池经过串联后进行封装保护后构成大面积的太阳能电池组件, 配合上功率控制器等单元电路, 形成光伏发电装置。

1.2 太阳能光伏发电系统分类

按供电特点, 太阳能光伏发电系统也可分为两大类, 其一是不用公用电网发生电连接的独立光伏发电系统 (Stand-alone PV System) , 这种形式是当下的主流, 主要用于小容量用户、偏远的无电地区和特殊领域的供电;其二是与公用电网发生紧密电连接的并网光伏发电系统 (Grid-connected PV System) , 目前大型集中式太阳能光伏电站、分散式太阳能屋顶光伏发电系统都采用的是并网形式[4]。独立太阳能光伏发电系统的工作原理为白天、光照强度较强时, 电池阵列将接收到的太阳能转换为电能, 其输出的直流功率直接供给直流负载, 同时将多余电能转换为化学能的形式存储在蓄电池中, 当遇到夜间、阴天、或雨雾等日照不足的情况时, 蓄电池通过放点对负载进行供电。由于负荷电压经常产生波动, 在系统中还应设置控制器以调节电压。并网光伏发电系统的特点是当太阳能电池阵列发出的电功率超过负荷需求时, 可通过自动控制输向交流市电网, 即为“逆潮流”, 俗称“卖电”。反之, 当光照不足或太阳能发电量不够时, 可通过市电网进行供电, 即为“正潮流”, 俗称“买电”。

2 光伏发电系统应用于公共建筑的技术探讨

随着能源危机、环保等问题的日渐显著, 绿色建筑等被提了出来, 将光伏发电技术集成到建筑物上, 即将光伏发电这样的新能源利用技术与建筑材料、建筑造型等有机的结合起来的新型节能建筑形式[5]。根据光伏电池方阵与建筑物结合的方式不同, 太阳能绿色建筑可分为两大类:一是将太阳能电池方阵依附于建筑物上, 即太阳能电池方阵以建筑物为载体, 建筑物起支撑作用。二是光伏组件以一种建筑材料的形式出现, 即把太阳能电池方阵与建筑物集成, 成为建筑不可分割的一部分。光伏建筑一体化BIPV即Building Integrated PV, 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。光伏建筑一体化 (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。

2.1 入网模式

光伏技术与建筑相结合应用时, 大多采用并网发电的方式, 因为国家对并网技术出台了相关政策进行支持。同时, 并网技术可以将多余电力输送给电力公司, 中心电网控制、管理着光伏发电系统进入或者退出电网。

2.2 BIPV系统组成

BIPV系统与传统光伏电站系统大致相同, 但因为其要与建筑构造相融合, 因为在对光伏组件的选型和安装上要花一番功夫。光伏逆变装置同样也是整个BIPV系统的控制核心, 其性能优劣决定了光伏组件的装换效率。储能设备, 主要应用于独立BIPV系统中, 一般也采用蓄电池进行电能存储, 其充放电的控制也可通过逆变装置的控制单元实现。通过远程监控、数据传输、持续获得的逆变器及风速、雨、光照、温度等系统数据, 系统监控装置可及时了解BIPV系统的整体发电状态。

3 典型应用案例

位于武汉东湖新技术开发区汽车电子工业园内的日新工业园, 建设工程占地面积42913.4平方米, 总建筑面积30900平方米, 预算总投资2.5亿元。园区建设按照统一规划, 包含2栋太阳能光伏组件生产厂房, 1栋绿色照明研发生产厂房 (框架钢构二层) , 1栋光伏工程研究中心 (框架五层) 和1栋综合楼 (框架六层) 。在主厂房及薄膜组件生产车间、湖北光伏工程技术研究中心楼、绿色照明产业基地楼及综合楼安装1.2MWp的光伏并网发电系统, 整个光伏安装面积为9823平方米。整个土建和光伏施工的建设周期从2008年8月至2010年3月。全部设计为太阳能与建筑一体化, 使太阳能光伏组件与建筑有机地结合在一起, 真正实现资源节约型、环境友好型的高科技示范园区。

建设目标是采用BIPV技术, 实施此装机容量为1.2MW的并网项目, 年发电量为160-180万k W·h, 将节约大量电力, 减少含碳燃料消耗, 从而减少粉尘、SO2和CO2排放。整个工业园建成投产后, 将形成30MWp电池组件的生产能力, 年发电量约为4500万度, 节约标准煤18000吨, 将减少234吨粉尘, 44865吨CO2和1350吨SO2的排放, 进而减少对环境的污染。

工业园投产后, 公司年产值将达到10亿元人民币, 上缴大量税金, 可以增加地方财政收入, 带动相关产业的发展, 对地方经济发展具有重要意义。

4 结语

节能环保是21世界人类最为重视的问题, 各国政府都极为重视开发、利用新能源, 借助于国外相关光伏建筑一体化的应用实例, 从我国国情出发, 使太阳能光伏发电技术在公共建筑中大范围应用起来, 推动我国太阳能发电事业的飞速发展。

参考文献

[1]中投顾问.2012-2016年中国太阳能光伏发电产业投资分析及前景预测报告[R].全球分析网, 2012, 3.

[2]R.M.Mach, G.O.Mueller.White light emitting diodes for illumination.SPIE, 2000 (39) :30.

[3]徐青山.分布式发电与微电网技术[M].北京:化学工业出版社, 2009, 12:25-26.

[4]刘荣.自然能供电技术[M].北京:电子工业出版社, 2000.

冉冉升起的薄膜太阳能光伏产业 篇9

国务院研究室、科技部、环保部、国家发改委等部门的有关司局，国家能源专家咨询委员会、国家发改委宏观院、能源研究所、辽宁省发改委、北京市发改委、全国人大法工委经济室、中国资源综合利用协会、资源节约与代用专委会、北京百瑞律师事务所等有关单位专家领导和企业代表参加了会议。

会议听取了沈阳汉锋新能源技术有限公司董事长李杰、总工程师赖勇建关于非晶硅薄膜太阳能光伏板专有工艺技术、成套设备引进、消化、吸收、创新、国产化及10MW×2非晶硅薄膜光伏板示范生产线前期工作和发展规划目标介绍，实践数据证明，国产成套设备造价是国外同类设备的50%，非晶光伏板产品的成本是晶硅同等产品的20%。会议期间进行了非晶光伏板弱光发电照明演示。

与会专家和领导一致认为沈阳汉锋新能源技术公司立足于薄膜太阳能光伏板的生产和研发，赶超世界先进水平，走本土化之路，具备了打造“非晶硅光伏板产业化基地”的基础条件和独特优势。

一、项目的技术来源背景

沈阳汉锋公司的母公司台湾泰华集团是专门从事音响产业研发和制造的世界级龙头企业，自2002年起关注新能源产业的发展，投资于“世界非晶硅太阳能之父”Dr.Kiss领导的美国RESI太阳能发电实验室，全力推进非晶硅光伏板从实验室到产业化技术的研究和提升非晶硅转换率的研究，到2005年完成了大规模生产具有更高转换率（≧6%）的非晶硅光伏板的技术准备工作，并于2006年制造出第一条国产化非晶硅光伏板生产线。历时一年多的设备调试和光伏板产品的工艺调试，已于2008年10月正式出产成品，2009年初产品出口到美国市场，优良的品质和性价比使其供不应求。

二、光伏板生产技术关键

非晶硅光伏板生产的关键环节在于光电转换薄膜层和电极薄膜层的制造。沈阳汉锋采用PECVD（真空等离子增强型化学气相沉积）技术生产光电转换薄膜层，解决了规模生产中遇到的诸多关键技术，如多电极射频相互干扰造成的镀膜不均匀性、沉积多层薄膜之间不同成分气体交叉污染，残余气体对半导体膜层特性影响等问题，拥有了自己独特的沉积工艺技术，自主知识产权技术的应用保证了规模化生产要求的高品质（转换率≧6%）和连续化生产的稳定性，使设备和产品都达到国际先进水平。

采用PVD（真空物理气相沉积）技术生产背电极，使用拥有自主知识产权的直流和中频真空磁控溅射技术生产金属、半导体导薄膜，提高了产品的光电转换率。设备生产效率高、产品一致性好、产品合格率达99%。

三、汉锋规划发展目标

为满足日益增长的薄膜光伏板市场需求，从研发入手，立足国产化，打造沈阳汉锋东北光伏产业化基地，3—5年内计划投资24亿元人民币，实现下述规划目标。

（一）加大薄膜光伏板的生产能力

2009年投资2亿元人民币，建设2条10MW非晶硅光伏板示范生产线，形成年产值5000万美元；在今后5年内建成年产薄膜光伏板200MW的生产能力（其中非晶硅光伏板100MW），年产值超过30亿人民币。

2010年建设1条年产20万m2光伏板前电极“绒面玻璃”生产线，满足非晶硅光伏板生产的需求，进而降低生产成本。

（二）开发更高转换率的光伏产品

2010年建设1条非晶/微晶光伏板生产线，为市场提供转换率≧8%的薄膜光伏板产品。

（三）开发新一代薄膜光伏板产品

2011年建设1条50MW的CIGS生产线，为市场提供转换率≧10%的薄膜光伏板产品。

（四）在沈阳建立薄膜光伏板研发中心和重点实验室

主要从事实验室向规模生产转化的技术及设备的研发工作，加快技术转化生产的过程，为国家的经济建设服务。

（五）建立太阳能薄膜光伏硅产业培训基地

为非晶硅光伏产业化培养专业技术人才和产业技术工人。

四、与会领导专家建议

与会领导专家认为，从资源节约角度看薄膜光伏板替代晶硅光伏板有着较好的发展前景，一是符合中国国情和产业政策，自主知识产权和工艺技术、成套设备国产化是发展方向；二是有利于节能减排，太阳能是替代化石能源的可再生资源；三是性价比的差异有利于国内太阳能发电工程的实施和各类终端用户推广；四是有利于促进低碳经济和技术的发展，带动能源结构调整和产业升级换代，避免出现晶硅产业那样市场、材料、技术与设备三头在外的局面。

沈阳汉锋尚需从三个方面做好研究和开发工作：一是重点抓好主材“绒面玻璃”国产化；二是进一步提高转换率，降低衰减率；三是做好品质稳定性和成本经济性的分析对比，通过技术进步使性价比更具有市场竞争力。

与会专家认为薄膜太阳能光伏产业走向市场是关键，我国晶硅产品90%以上用户在国外，薄膜光伏产品应立足两个市场，近期国外为主，远期要瞄准国内的市场，扩大内需，技术创新和降低成本最重要。

与会领导专家还建议：一要通过示范从行业标准着眼，企业标准入手，推进国标建立与实施；规范产业化过程中的各个环节行为，避免全行业小、散、乱的“一窝蜂”现象。二要抓好国产化生产线示范样板工程和国内产业化应用重点项目示范工程，为农村、城镇利用太阳能，节能建筑一体化和太阳能电站建设提供依据，积累经验。三要加大研发投入，进一步增强技术创新能力，积极推进产、学、研一体化发展，不断提高核心竞争力，以薄膜光伏板为重点，加快自主知识产权的工艺技术、成套设备和关键材料的制造、加工生产基地建设。

太阳能光伏建筑 篇10

世界范围内的能源危机和环境污染日渐严重, 发展新型能源、推动高效利用可再生能源成为各能源消耗大国可持续发展的任务之一。太阳能具有可持续利用、洁净无污染的能源有点, 被许多国家列入到能源发展的主要内容中。太阳能光伏发电是一种有效利用太阳能的新型能源发电技术, 我国光伏发电技术自2002年发展以来取得了迅猛的发展, 在我国飞速发展的社会经济支持下, 目前我国太阳能光伏产业架构已经形成了完整的产业链。太阳能光伏发电技术被广泛使用到社会的生活和生产过程中去, 本文主要介绍光伏发电技术在农村建筑工程中的使用情况。

2 在农村发展太阳能光伏发电的必要性

一般来说, 农村地区的电网线损比较严重。 (1) 农村电力系统大多采用10k V配电网络, 但是由于10k V配电网络存在三相负荷分配不均匀的问题, 使得中性线的电流增大, 从而造成输电线路存在很大的损耗。此外, 在我国农村电网中通过使用低压供电线路, 造成功率补偿功能非常不足, 非常容易产生线损的现象。 (2) 在农村电网设计上存在很多问题, 比如变压器的使用不合理、线路利用率比较低及电网建设中使用劣质产品等问题, 导致供电系统中出现严重的线损问题。

由此可知, 在我国农村及一些偏远地区, 依靠电网延伸将“光明”输送到农民家中已经变得必须解决的问题, 寻找更加经济和快捷的供电方式才是重中之重。

3 太阳能光伏发电技术在农村建筑工程中推广运用现状

3.1 在农村发展太阳能的优越性

以太阳能光伏发电技术为例, 光伏发电在农村地区具有重大的优越性。首先, 在安装设计方面上, 选择最佳太阳能电池安装角度, 全年中尽可能获得可能多的太阳能辐射能量, 在农村没有高层建筑, 可以大面积吸收太阳能。太阳能灯源的选择也是非常重要的, 考虑到价格因素, 多个发光效率、使用寿命、可靠性、电源, 广泛应用于市场的LED节能灯, 其光效率可以达到30~50流明/瓦, 比传统的高压钠灯功率较小, 高压钠灯驱动电感式和电子式, 感应效率小于60%, 小于80%的电子效率, 属于热源、热辐射和LED驱动器可以很容易地做到90%以上, 并对电路的稳定性。导致路灯工作电压在安全范围内, 不需要进行电气保护接地。

3.2 在造价与效益方面

太阳能路灯系统采用太阳能来发电进行照明, 这样基本上不存在耗电成本费用。花费主要集中在设备的更新上, 虽然LED比高压钠灯成本高, 但高压钠灯与LED灯的寿命比约为1:10, 高压钠灯虽然需要更换10次, LED灯只需更换1次, 但是对于比较偏远的农村地区来说, 设备后期的维护变得非常容易, 并且在设备的第一个使用周期内, 太阳能路灯系统就能够展现出经济上的优势。

3.3 在环保与节能方面

在太阳能设备铺设费用和耗电方面, 太阳能LED路灯是不需要进行铺设电缆和使用公共电力能源的, 并且由于农村区域越大, 设备安装的数量就越多。这样不仅能够减轻该区域内的电力能源负担, 还可以减少了具有污染的煤炭的使用和CO2的排放, 对环境和社会都产生了巨大的效益, 实现真正的无污染绿色照明。

3.4 光伏建筑

光伏建筑是一种全面的建筑模式, 是伴随光伏技术的不断提升而出现的。把太阳能光伏商品集合或者集聚到建筑的技术, 在建筑物的外墙表面上安装光伏器, 产生电能, 进而让建筑物产生环保电能, 此便是太阳能发电建筑。大多是依照环境保护、能源节省、成本控制的整体要求, 把太阳能光伏发电视为建筑的一种机制被引进到建筑行业。

光伏发电技术在建筑的利用包含两种形式: (1) “结合型”, 将太阳能供电设备当做一种构筑物, 设置安装在建筑物上, 形成光电建筑; (2) “集成型”, 在建筑物设计过程中将光伏发电装备加入其中, 一般通过利用光能建材来实现。

屋顶结合型是在已有的屋顶上安装标准的太阳能电池组件, 这种类型又可分为两种形式: (1) 直接铺设; (2) 利用支架作为支撑物和连结物进行铺设。“集成型”则是利用光能建筑材料将太阳能发电机组与建筑物的墙面或者是屋顶进行集成一体, 其工作原理与光伏发电的原来相似, 实际上区别在于太阳能发电组件进行了分散化处理, 在“集成型”的光能建筑上, 太阳能建设材料还能够取代一般的涂料成为外墙材料, 与此同时, “集成型”的光能构件可以分为透明和半透明的两种, 并不会对建筑物室内的采光造成不良影响。相对而言, “集成型”光伏一体化建筑具有诸多的优势, 一方面, 采用光能建材可以起到双重的作用, 既可以起到太阳能机组的发电构件的作用, 还可以起到装饰建筑物的作用, 不仅起到了环保的作用, 同时还能够装饰建筑物。另一方面, 光伏建筑能够就地使用、就地发电, 节省了电网的基础建设费用, 并且提升了电能的有效使用率, 避免在远距离电能传输中电能损失的情况。

但从目前农村光伏发电技术的应用情况来看, 主要应用形式还是“结合型”, “集成型”在短时期内在建筑中难以应用, 主要原因是建筑光伏一体化系统成本较高, 其高额成本主要源自光电转换系统价格较高。

4 农村建筑使用太阳能案例分析

北京市平谷区将军关新村在新农村改造项目中, 开始采用太阳能与建筑一体化的技术, 不仅解决了农民的生活热水供应问题, 还可以实现冬季供暖。自2007年9月份项目完成以后, 该太阳能系统不仅运行可靠、使用方便, 而且还提高了农民家庭的生活品质。北京市平谷区将军关新村新农村改造项目是平谷区委、区政府提高农民收入和改变农村现状、保护当地自然环境、改善农民家庭生活质量水平的一项重要方法, 使用太阳能后改造后新农村, 逐渐成为能够展现北方山村的自然风景和为农民增加收入的休闲旅游度假村。该项目是以减小温室气体排放和节约电力能源为目的, 最大程度上来利用太阳能等可再生能源, 为农村家庭解决冬季取暖和热水供应的问题, 此外, 还要求太阳能设备的安装与建筑相协调, 并且还有与山村的自然环境相配合。该项目总共示范建筑面积约140m2, 其中采用面积22m2的太阳能集热板, 贮热水箱500L, 项目初投资为21041元。

5 结束语

随着我国新农村建设的进程不断加快, 在农村建筑工程中应用光伏发电技术是必然的趋势。实践证明, 利用光伏发电技术能够有不仅能够降低偏远地区的基础照明体系、集中式供电以及应急电源的建设工作, 而且通过将光伏发电技术与建筑设计结合产生的光伏工程能够进一步的提升建筑功能性, 进一步的改善农村居住条件。

在全球范围内节能减排的倡导下, 光伏技术应用发展迅猛, 随着光伏技术和传统能源不断融合, 可实现我国能源结构体系的逐渐调整, 从而实现从传统能源到可再生能源的过渡和转型。虽然目前的政策和价格还不足以让光伏建筑技术得到普及, 但随着不可再生资源的日益枯竭, 和人们在绿色环保意识的提高, 光伏发电技术市场潜力巨大, 光伏建筑技术也必将在未来的社会发展中展现它的生命力。

参考文献

[1]郑诗程, 刘伟.光伏并网发电系统及其控制策略的研究与仿真[J].系统仿真学报, 2014 (09) :23~24.

[2]孙超, 郭勇, 陈新.独立光伏系统中太阳能充电器的研究[J].电子电力技术, 2014 (08) :19~20.

[3]李培, 李国友, 刘立刚.基于非对称模糊策略的光伏发电最大功率点跟踪研究[J].化工自动化及仪表, 2014 (07) :23~24.