1、光伏建筑一体化在工程中的应用发展前景摘要:本文从工程实际出发,概述了光伏建筑一体化(BIPV)在建筑节能领域的具体应用、设计原则,以及在未来建筑行业中采用 BIPV 的优势和必要性。 Abstract: describ that how Building Integrated Photovoltaic(BIPV) works in building energy efficiency field, including applied technology, design principles, and benefits and necessity in future building fiel
2、d. 关键词:BIPV 幕墙 能源 太阳能 Keywords: BIPV, curtain wall, energy source, solar energy 中图分类号: TK511 文献标识码: A 文章编号: 前言 面对全球能源环境问题,不少全新的设计理念应运而生,光伏建筑一体化(BIPV)就是应时代的召唤,油然而生的新生军。 光伏建筑一体化 BIPV(building integrated photovoltaic)就是将光伏发电系统和建筑幕墙、屋顶等建筑外围护结构系统有机的结合成一个整体结构。不但具有围护结构的功能,同时又能产生电能,供建筑使用;是一种可以集发电、隔音、隔热、安全和装
3、饰功能为一体的新型功能性建筑结构形式。 一、工程概况: 沈阳恒隆中街广场工程位于沈阳市沈河区中街路,总建筑面积约 18万平方米,光伏系统总安装面积约 1750 平方米,整个光伏系统共安装有9900 块光伏组件,系统总安装容量为 147.4 千瓦,是目前东北地区最大的光伏建筑一体化(BIPV)项目,也是国内第一个完全由地产商投资建设的光伏建筑一体化项目。 二、BIPV 系统设计原则 BIPV 系统主要由建筑外围护系统和光伏电气系统两部分组成。设计中需要参照以下原则: 1、外围护结构:屋面、幕墙 a、必须考虑美观、耐用; b、必须具备基本的建筑围护功能; c、必须满足建筑及幕墙设计规范(载荷、受力
4、) 。 2、太阳能光伏发电系统:电力生产及分配 a、尽可能多地为建筑提供清洁的绿色能源; b、作为电力系统,必须安全、稳定、可靠。 3、设计中着重考虑的因素 a、气候条件:当地的气象因素是太阳能系统今后发挥效能的最重要影响因素;我国幅原辽阔,各地的气象条件,尤其是辐照强度差别很大,在系统设计中,应充分考虑这种差异。 b、建筑围护系统:由于工程所在地的气象条件不同,包括不同的基本风压、雪压;安装的位置不同,如屋面、立面、雨蓬等,都会使围护系统的结构不同;光伏组件的规格必须充分考虑建筑外观效果; 三、产品优势特点 光伏建筑一体化具有以下一些优势: (1)建筑物能为光伏系统提供足够的面积,不需要另占
5、土地,直接利用幕墙的支撑结构,节省材料费,不会重复建设;太阳电池是固态半导体器件,发电时无转动部件、无噪声,对环境不造成污染; (2)可就地发电、就地使用,减少电力输送过程的费用和能耗,省去输电费用;自发自用,有削峰的作用,带储能可以用作备用电源。分散发电,避免传输和分电损失(5-10%) ,降低输电和分电投资和维修成本;并使建筑物的外观更有魅力。 (3)因日照强时恰好是用电高峰期,BIPV 系统除可以保证自身建筑内用电外,在一定条件下还可能向电网供电,舒缓了高峰电力需求,解决电网峰谷供需矛盾,具有极大的社会效益; (4)杜绝了由一般化石燃料发电所带来的严重空气污染,这对于环保要求更高的今天和
6、未来极为重要。 四、效益分析、采用 BIVP 的必要性 本光伏系统总安装功率为:147.4KW,预计年平均发电量约为 26 万 kWh。使用太阳能光伏发电将减少火力发电所导致的环境污染,从而减少国家治理污染的支出,具有难以估量的间接收益。 1、经济效益分析 25 年内节电量为 650 万 kWh,25 年至少可节约电费¥1300 万元。 25 年共节约一次性能源量:2340 吨标准煤; 节约国家火电建设成本:88.5 万元; 节约 25 年火电运营成本:247 万元; 减少 25 年环境综合治理费用 292.5 万元。 2、环境效益分析 每年可减排 CO2、SO2、NOX、等的量如下: 3、社
7、会效益分析 1)本项目单纯按发电量来算,其经济值是较低的;与常规能源相比,费用仍然比较高,这也是制约太阳能光伏应用的主要因素。然而,我们也应看到,治理常规能源所造成的污染是一项很大的“隐蔽”费用,一些国家对化石燃料的价格也进行了补贴。 2)太阳能光伏发电虽一次性投资较大,但其运行费用很低。 3)太阳能光伏与建筑相结合是一个方兴未艾的领域,有着巨大的市场潜力。 五、结束语 BIPV 技术是直接将光伏发电技术应用于建筑之上,可节省大量的占地面积,今后必将成为太阳能领域的生力军,为我国的太阳能发展做出重要贡献。同时,通过科学技术的进步,通过大力推广和应用 BIPV 技术,使 BIPV 技术大规模产业化,不断降低成本,该技术一定会成为新能源应用领域的重要方向。沈阳恒隆中街广场光伏项目的建设,积极响应国家大力推广可再生能源的号召,不仅在东北地区起到了积极的示范效应,也为地产界成功运用新技术新能源起到了良好的榜样作用。 参考文献: 1中国可再生能源发展项目办公室主编,中国光伏产业发展研究报告(20042005).北京.2006.8 2罗运俊,太阳能利用技术A.北京化学工业出版社 2005.1