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【中玻網(wǎng)】1引言
近年來,光伏技術(shù)在建筑上的應用得到了快速發(fā)展。光伏建筑整體化(BIPV)是太陽能光伏與建筑的無缺結(jié)合,是光伏發(fā)電系統(tǒng)在城市中廣泛應用的較佳安裝方式,能有效減輕公共電網(wǎng)的壓力。“開源節(jié)流”是解決能源問題的選擇。常規(guī)光伏組件與建筑結(jié)合實現(xiàn)了開源,卻沒達到節(jié)流的目的。其原因是玻璃熱工性能差,主要指標之一傳熱系數(shù)U值高,單層玻璃的約為6W/(m2·K),普通中空玻璃的約為2.8W/(m2·K),Low-E中空玻璃的約為2.0W/(m2·K),遠高于一般墻體的傳熱系數(shù),使內(nèi)外溫差帶來的傳熱很高。
真空玻璃是一種新型節(jié)能玻璃,超級節(jié)能Low-E真空玻璃的U值可降到0.6W/(m2·K)以下,真空玻璃和中空玻璃組合成復合真空玻璃,保溫隔熱效果十分顯著。光伏真空玻璃與建筑相結(jié)合,一方面利用光伏組件為建筑發(fā)電,增加太陽能發(fā)電量,降低供電高峰常規(guī)電力負荷;另一方面,利用真空玻璃較低的傳熱系數(shù),減少供暖和空調(diào)制冷期消耗的電力,達到開源節(jié)流的效果。
2太陽能光伏建筑整體化
2.1太陽能光伏電池種類
太陽能電池是通過光電效應或光化學效應直接把光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。目前太陽能電池主要有晶體硅型和薄膜型兩大類型。晶體硅太陽能電池可分為單晶硅太陽能電池和多晶硅太陽能電池,具有轉(zhuǎn)換效率高(為16%~18%)、穩(wěn)定性好的特點,是目前技術(shù)較成熟、應用較廣泛的太陽能光伏產(chǎn)品,占據(jù)世界光伏市場80%的份額。
薄膜太陽能電池主要包括非晶硅薄膜電池、銅銦鎵硒薄膜電池和碲化鎘薄膜電池等,是在玻璃、塑膠等廉價襯底上鍍的一層薄膜,鍍膜厚度可薄至2μm,遠低于晶體硅厚度80μm~300μm。但薄膜電池轉(zhuǎn)換效率比晶體硅電池低,目前市場份額還較小。
2.2太陽能光伏建筑整體化
太陽能光伏建筑整體化(BIPV)技術(shù)即將太陽能發(fā)電產(chǎn)品集成或結(jié)合到建筑上的技術(shù)。其不但具有外圍護結(jié)構(gòu)的功能,同時又能產(chǎn)生電能供建筑使用。光伏與建筑整體化(簡稱BIPV)是“建筑物產(chǎn)生能源”新概念的建筑,是利用太陽能可更新能源的建筑。根據(jù)光伏組件與建筑結(jié)合的方式不同,光伏建筑整體化可分為兩大類:
(1)光伏組件附著在建筑上。這種方式是將光伏組件依附于建筑物上,建筑物作為光伏組件載體,起支承作用。其優(yōu)點是太陽電池板可以在普通流水線上大批量生產(chǎn),成本低、價格便宜,既能安裝在建筑結(jié)構(gòu)體上,又能單獨安裝。其缺點是無法直接代替建筑材料使用,太陽能電池板與建材重疊使用造成浪費,施工成本高。
。2)光伏組件與建筑的集成。這種方式是光伏組件以一種建筑材料的形式出現(xiàn),光伏組件成為建筑物不可分割的一部分。相比較而言,光伏組件與建筑的集成技術(shù)要求相對更高,因為它不僅用來發(fā)電,而且還要兼顧建筑的防水、保溫、強度等基本功能要求。
要真實實現(xiàn)光伏建筑整體化,就要使光伏組件作為建筑結(jié)構(gòu)的功能部分,取代部分傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)如屋頂板、瓦、窗戶、建筑立面等,使其成為建筑的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系組成部分。將太陽能光伏發(fā)電作為建筑的一種體系進入建筑領(lǐng)域,做到與建筑同步設計、同步施工、同步驗收。
3真空玻璃
在建筑中,玻璃是能耗大戶。要提高建筑的保溫性能,提高建筑節(jié)能指標,提高玻璃的保溫性能是關(guān)鍵之一。真空玻璃綜合了鍍膜玻璃、中空玻璃的技術(shù)優(yōu)勢,結(jié)合具有自主知識產(chǎn)權(quán)的真空技術(shù),在保溫隔熱、防結(jié)露、隔聲、抗風壓等方面性能優(yōu)越,形成了超級節(jié)能玻璃。真空玻璃基于保溫瓶原理,將兩片玻璃四周密封,中間抽真空,間隙為0.1mm~0.2mm,其中置有規(guī)則排列的微小支撐物來承受大氣壓力。由于內(nèi)部是真空層,有效隔絕了熱量傳導與對流,而Low-E玻璃有效降低了輻射傳熱,因此Low-E真空玻璃的傳熱系數(shù)U值可降到0.6W/(m2·K)以下,具有較好的保溫隔熱效果。
4光伏真空玻璃
將真空玻璃與光伏組件結(jié)合在一起用在建筑上,在滿足常規(guī)采光和美學的基礎上,既能保溫、隔熱、隔聲,又能提供清潔環(huán)保的電能。北京新立基真空玻璃技術(shù)有限公司已制作出薄膜光伏真空玻璃樣品,并進行了表面溫度、濕漏電測試、I-V測試和機械載荷測試。測試結(jié)果表明,薄膜電池與真空玻璃結(jié)合后,性能基本不變。
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