隨著建筑
新材料、新技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，
建筑幕墻行業(yè)也有了迅速發(fā)展，
建筑設(shè)計師們奇思妙想設(shè)計出越來越多功能及形式的建筑幕墻。而
光電幕墻作為
光伏建筑一體化(
BIPV)建筑的一種體現(xiàn)，是
光伏應(yīng)用形式中更接近人類生活的一種，是綠色
節(jié)能環(huán)保理念的體現(xiàn)。
光電幕墻建筑的
太陽能電池板是建筑外
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，既可以遮風(fēng)擋雨，又可以發(fā)電。如果將
太陽能電池板拆除，此建筑將失去遮風(fēng)擋雨的功能；而獨立光伏建筑（BAPV）是
太陽能電池組件通過
支架安裝在原先建好的建筑結(jié)構(gòu)、圍護(hù)上，拆除此建筑上的
光伏組件并不會影響原有建筑的基本功能；另外還有更多不同于光伏建筑的專業(yè)
光伏發(fā)電系統(tǒng)，均不在本文章討論之內(nèi)。
光電幕墻作為建筑幕墻的一種深化表現(xiàn)形式，出現(xiàn)了多種多樣的形式，
采光頂：采光比較理想，發(fā)電效率較高；幕墻立面：示范效果好，形式多樣，美觀；
遮陽板：既遮擋陽光，又發(fā)電補(bǔ)充能源；護(hù)欄和地板：充分利用空間，安放簡單方便。
光電幕墻建筑中，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，在玻璃面上能夠通過調(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，當(dāng)然，光伏組件的透光率越大，電池片的排布就越稀疏，其發(fā)電功率也會越�。�
單晶硅和
多晶硅本身不透光，主要依靠電池之間的間隙透光，設(shè)計時要從兩種常用電池規(guī)格中選擇―種，并進(jìn)行排列；
非晶硅的透光能力也較弱，一般也在電池之間預(yù)留間隙透光）。光電幕墻建筑中使用的雙玻璃光伏組件，為兩片
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)，通過匯流帶引入接線盒形成所需
構(gòu)件。鋼化玻璃的厚度按照國家建筑規(guī)范和幕墻規(guī)范，經(jīng)嚴(yán)格的力學(xué)計算得出。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
脫落及四散傷人，從而使可能產(chǎn)生的危害降至最低，提高建筑物的安全性。應(yīng)該通過通風(fēng)、改善光電幕墻組件的散熱狀況，降低電池片溫度，減少組件的效率損失及降低熱量向室內(nèi)的散失，以提高光電轉(zhuǎn)換效率。
光電幕墻中的光電一體化系統(tǒng)一般分為四大部分:
光伏電池系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、蓄電池組和支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。光伏電池系統(tǒng)通常采用
晶體硅或
薄膜材料加工而成，是
光伏系統(tǒng)中最關(guān)鍵的技術(shù)，使用壽命為20～30年。市場上生產(chǎn)和使用的光伏電池以晶體硅材料為主，晶體硅約占光伏電池總量的90%，主要有單晶硅電池和多晶硅電池，單晶硅光電轉(zhuǎn)換平均效率約為15～18%，多晶硅的平均效率約為12～15%，目前市場價格約在每瓦14～16元。
薄膜電池材料主要有三種:非晶硅(a-Si)（具有弱光發(fā)電能力）、銅銦硒(CIS，CIGS)和碲化鎘(CdTe)，光電轉(zhuǎn)換平均效率約為5～8%，目前市場價格一般在每瓦12～14元之間。由于弱光效應(yīng)和
溫度系數(shù)效應(yīng)兩個因素影響，在立面
光伏幕墻方面，相同功率非晶硅光伏幕墻比晶體硅光伏幕墻多發(fā)15～20%的電量。
光伏電池的串聯(lián)數(shù)量主要與初定的系統(tǒng)有關(guān)，常用的系統(tǒng)電壓有DC12V，DC24V，DC36V和DC48V四種。光伏電池串聯(lián)后的開路電壓要考慮
太陽輻射的不
穩(wěn)定性和線損，一般比系統(tǒng)略高，可達(dá)系統(tǒng)電壓的1.5倍。光伏電池串聯(lián)后的并聯(lián)數(shù)量主要取決于蓄電池或逆變器的功率，一般應(yīng)選擇功率較大的蓄電池或逆變器，并盡量縮短與光伏電池之間的距離。
光電幕墻在實際應(yīng)用中，應(yīng)該充分考慮到由于光伏電池在工作時接受陽光、吸收熱量等因素，將在周圍區(qū)域產(chǎn)生較大的溫度效應(yīng)，將會對幕墻室內(nèi)環(huán)境有一定影響，從而會在一定空間、一定程度上影響幕墻的綜合性能，同時若不能有效地對此局部進(jìn)行通風(fēng)降溫（如封閉層間處、屋頂?shù)龋�，以保持適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度，將可能使得光伏電池系統(tǒng)出現(xiàn)無法穩(wěn)定、有效地工作運行現(xiàn)象。
國外特別是歐洲光伏系統(tǒng)裝機(jī)容量以每年45%～60%的速度遞增，同時也涌現(xiàn)出一大批光伏建筑藝術(shù)品。國內(nèi)這些年在主要及沿海一些大城市代表項目中也有光電幕墻、采光頂?shù)刃问綉?yīng)用。
早期案例：
香港圣保羅小學(xué)光伏采光頂采用明框
玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)形式，總面積為82平方米，系統(tǒng)總發(fā)電功率為7.9千瓦，由65片雙玻璃光伏組件構(gòu)成，采用156毫米×156毫米高效晶體硅電池片，安裝方向為東南偏南。
南玻大廈光電幕墻總面積59平方米。該光伏系統(tǒng)包含兩個子系統(tǒng)，總?cè)萘繛椤?000瓦，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)容量為～5000瓦。
方大大廈光電幕墻采光頂系統(tǒng)～100平方米，電池采用多晶硅，設(shè)計峰值發(fā)電功率為10.8kwp，平均光電轉(zhuǎn)換率14%，輸出頻率為50±0.5HZ，電壓220± 10%。該幕墻所發(fā)電量主要提供南北兩側(cè)樓梯間及地下車庫照明，02年到目前系統(tǒng)運行穩(wěn)定。
近期案例：
無錫尚德研發(fā)大樓及康樂中心項目：建筑地上7層，幕墻總高為37米，光電幕墻面積為6900平方米。采用156mm×156mm多晶硅電池片。工程項目包括研發(fā)大樓和康樂中心，研發(fā)大樓共用規(guī)格為2000×1120太陽能電池組件1525片，系統(tǒng)裝機(jī)功率為411.7kWp�？禈分行墓灿靡�(guī)格為2185×1120太陽能電池組件1027片，系統(tǒng)裝機(jī)功率為297.8kWp，總裝機(jī)容量為710kWp，預(yù)計年發(fā)電量為66.7萬kWh。
上海越洋廣場項目：光電幕墻安裝面積為150㎡，每塊太陽能電池組件由48片156mm×156mm
多晶硅太陽能電池組成，系統(tǒng)由126塊太陽能電池片組成，系統(tǒng)日發(fā)電量為57.56kWh，年發(fā)電量為2.1萬kWh。
深圳拓日產(chǎn)業(yè)園（12層建筑）項目：光電幕墻工程面積：2200㎡。其中屋頂單晶硅光伏電站系統(tǒng)裝機(jī)容量為300kWp，雙結(jié)非晶硅
光電玻璃幕墻面積約1500㎡，系統(tǒng)裝機(jī)容量為80kWp，峰值功率為100kWp。
沈陽恒隆地產(chǎn)有限公司大樓項目：屋面太陽光電（BIPV）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，工程面積：～2000㎡，單晶硅光伏電站系統(tǒng)總裝機(jī)容量為216.26kWp，年平均發(fā)電量～33萬kWh。
上海
世博會主題館項目：屋面太陽光電系統(tǒng)，工程面積：～30000㎡，裝機(jī)容量：257kWp，年發(fā)電量～25萬kWh，另外中央國家機(jī)關(guān)七大部委辦公樓、江蘇無錫機(jī)場航站樓，國家環(huán)保總局履約中心大樓、河北保定電谷錦江國際大酒店等基本是在屋面采光頂部位不大面積內(nèi)應(yīng)用太陽光伏電源系統(tǒng)。
因立面光電幕墻由于光伏陣列安裝在垂直幕墻面上，偏離了最佳安裝角度，所以太陽能電池板的
輸出功率偏低。正因為發(fā)電效率低，組件成本高，導(dǎo)致了整體的發(fā)電成本偏高，因此不適合大面積的鋪設(shè)。這些年光伏系統(tǒng)的推廣和運用的困難主要有以下兩點：一是光伏系統(tǒng)的造價較高，晶體硅電池的光伏系統(tǒng)工程每平米造價約為4000～6000元，
薄膜電池的光伏系統(tǒng)工程每平米造價約為2000～3000元，在光伏電池的有效使用年限內(nèi)一般無法回收成本；二是發(fā)電成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于市電成本，建設(shè)方一般難以接受。
太陽能發(fā)電設(shè)備的發(fā)電成本，由設(shè)備初投資和利息加運行維修費，按運行壽命20年，每年日照時數(shù)所發(fā)出的電量分?jǐn)�，就可計算出每度電（kW•h）的發(fā)電成本。太陽能發(fā)電設(shè)備運行中不消耗燃料，在運行壽命20年期間，除蓄電池外，基本上不需要維修，因此發(fā)電成本主要決定于設(shè)備初投資和利息。太陽能發(fā)電設(shè)備的投資大致分為太陽能電池矩陣占60%，逆變器占15%，蓄電池占15%，其他為10%，其中太陽能電池價格是主要因素。
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