1.前言
隨著石化能源的日益枯竭和人類生存環(huán)境的日益惡化，世界各國對清潔能源如
太陽能、風(fēng)能等
可再生能源的支持力度越來越大。
光伏建筑一體化建筑是
光伏應(yīng)用形式中最接近人類生活的一種，是綠色
節(jié)能環(huán)保理念的完美體現(xiàn)。德國、西班牙等國《上網(wǎng)電價法》的頒布給歐洲光伏市場帶來了強(qiáng)大的支持，歐洲
光伏系統(tǒng)裝機(jī)容量以每年45－60%的速度遞增，同時也涌現(xiàn)出了一大批
BIPV光伏建筑藝術(shù)品。
2.光伏建筑一體化的定義
光伏建筑一體化(BIPV)技術(shù)即將
太陽能發(fā)電(光伏)產(chǎn)品集成到建筑上的技術(shù)。BIPV即Building Integrated Photovoltaic，其不但具有外
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的功能，同時又能產(chǎn)生電能供建筑使用。光伏建筑一體化(BIPV )不同于光伏系統(tǒng)附著在建筑上(BIPV : Building Attached PV)的形式。兩種系統(tǒng)的工程實(shí)例請見下圖。
圖1為廣東金剛玻璃科技股份有限公司建造的光伏
采光頂。此BIPV建筑的屋頂是由高效
多晶硅中空光伏組件及支撐結(jié)構(gòu)組成的采光頂。此建筑的太陽電池板是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，其既可以遮風(fēng)擋雨，又可以發(fā)電。如果將太陽電池板拆除，此建筑將失去遮風(fēng)擋雨的功能。
圖2為深圳市國際園林花卉博覽園并網(wǎng)
光伏發(fā)電系統(tǒng)。在此BAPV建筑中采用的是普通太陽電池組件，太陽電池組件通過
支架安裝在原先建好的屋頂上。拆除此BAPV建筑上的光伏組件，并不會影響原有建筑的基本功能。在建造BAPV系統(tǒng)前，首先要考慮建筑的承受能力、光伏系統(tǒng)對原建筑結(jié)構(gòu)的破壞、對建筑風(fēng)格的影響等問題，并不是所有建筑都適合建造BAPV系統(tǒng)。大型BAPV工程都應(yīng)報建，經(jīng)過有關(guān)部
門審批。
3.光伏建筑一體化的應(yīng)用形式
隨著幕墻行業(yè)的迅速發(fā)展和
建筑設(shè)計師們的奇思妙想，
玻璃幕墻的形式越來越多樣化。而作為玻璃幕墻的一種深化表現(xiàn)形式，光伏建筑一體化在建筑物上也出現(xiàn)了多種多樣的應(yīng)用形式。如圖3所示。
3.1采光頂:采光比較理想，發(fā)電效率較高;
3.2幕墻立面:示范效果好，形式多樣，美觀;
3.3
遮陽板:既遮擋陽光，又發(fā)電補(bǔ)充能源;
3.4護(hù)欄和地板:充分利用空間，安放簡單方便;
4.光伏建筑一體化的優(yōu)勢
4.1能夠滿足建筑美學(xué)的要求
BIPV建筑首先是一個建筑，它是建筑師的藝術(shù)品，其成功與否關(guān)鍵一點(diǎn)就是建筑物的外觀效果。在BIPV建筑中，我們可通過相關(guān)設(shè)計將接線盒、旁路二極管、連接線等隱藏在幕墻結(jié)構(gòu)中。這樣既可防陽光直射和雨水侵蝕，又不會影響建筑物的外觀效果，達(dá)到與建筑物的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)建筑大師們的構(gòu)想。
4.2能夠滿足建筑物的采光要求
對建筑物來說光線就是靈魂，其對光影的要求甚高。BIPV建筑是采用光面超白
鋼化玻璃制作的雙面玻璃組件，能夠通過調(diào)整電池片的排布或采用穿孔硅電池片來達(dá)到特定的
透光率，即使是在大樓的觀光處也能滿足光線通透的要求。當(dāng)然，光伏組件透光率越大，電池片的排布就越稀，其發(fā)電功率也會越小。
4.3能夠滿足建筑的安全性能要求
BIPV組件不僅需要滿足光伏組件的性能要求，同時要滿足幕墻的三性實(shí)驗(yàn)要求和建筑物安全性能要求，因此需要有比普通組件更高的
力學(xué)性能和采用不同的結(jié)構(gòu)方式。在不同的地點(diǎn)，不同的樓層高度，不同的安裝方式，對它的玻璃力學(xué)性能要求就可能是完全不同的。
BIPV建筑中使用的雙玻璃光伏組件是由兩片鋼化玻璃，中間用
PVB膠片復(fù)合
太陽能電池片組成復(fù)合層，電池片之間由導(dǎo)線串、并聯(lián)匯集引線端的整體
構(gòu)件。鋼化玻璃的厚度是按照國家建筑規(guī)范和幕墻規(guī)范，通過嚴(yán)格的力學(xué)計算得出的結(jié)果。而組件中間的
PVB膠片有良好的
粘結(jié)性、
韌性和
彈性，具有吸收沖擊的作用，可防止沖擊物穿透，即使玻璃破損，碎片也會牢牢粘附在PVB膠片上，不會
脫落四散傷人，從而使產(chǎn)生的傷害可能減少到最低程度，提高建筑物的安全性能。
《
玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ 102－2003》第3.4.6項明文規(guī)定，玻璃幕墻采用
夾層玻璃璃時，應(yīng)采用干法加工合成，其夾片宜采用
聚乙烯醇縮丁醛(PVB)膠片。而在作者參編的《
民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》也將“
夾層玻璃應(yīng)采用PVB膠片”作為一項強(qiáng)制性的條文加入到規(guī)范中，以加強(qiáng)建筑物的安全性。
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