光伏建筑一體化的特點和設計思考

吳博

江蘇友科新能源集成科技有限公司 江蘇江陰 214413

隨著社會經濟的快速發(fā)展，能源消耗也在不斷的增大，在能源緊缺的背景下，對可再生能源的需求越來越大。建筑耗能是我國三大“耗能大戶”之一，如何促進建筑節(jié)能發(fā)展是當前需要重點考慮的問題。太陽能就是一種可再生能源，在任何太陽存在的地方都可以使用太陽能。而光伏建筑一體化就是利用太陽能發(fā)電，與建筑物結合為建筑物提供用電。該技術不占用昂貴的城市土地面積，只需要消耗可再生太陽能，具有低碳環(huán)保的重要意義，同時也是實現(xiàn)建筑節(jié)能的重要方法之一。想要促進光伏建筑一體化得到更好的應用與發(fā)展，就必須對光伏建筑一體化的特點和設計有所了解，以下就是對光伏建筑一體化作出的詳細探討。

1 光伏建筑一體化概述

光伏建筑一體化是應用太陽能發(fā)電的一種新概念，其是指將太陽能發(fā)電產品與建筑相結合的一項技術。簡單來說，光伏建筑一體化技術就是將太陽能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的圍護結構外表面來為建筑提供電力[1]。根據(jù)光伏方陣與建筑結合方式的不同，可以將光伏建筑一體化分為兩類，即光伏方陣與建筑的集成、光伏方陣與建筑的結合。光伏建筑一體化不占用額外的地面空間，所以該技術在建筑領域中有著十分廣泛的應用，并且備受關注。近年來，在社會經濟快速發(fā)展的同時，我國能源消耗、環(huán)境破壞問題也日益嚴重，如何實現(xiàn)環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展是人們高度關注的問題。而光伏建筑一體化的應用對促進建筑節(jié)能的發(fā)展就具有重要的意義。

2 光伏建筑一體化特點分析

光伏建筑一體化之所以能夠得到廣泛的應用，就是因為其具有諸多特點和優(yōu)勢。首先，光伏建筑一體化具有綠色能源的特點，光伏建筑一體化中所產生的能源為太陽能，而太陽能屬于可再生能源，及綠色能源，應用太陽能進行發(fā)電，即不會增加能源消耗，也不會污染環(huán)境，因此，可以實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的目的。太陽能是最清潔的能源，只要有太陽的地方就可以產生太陽能，并且是免費的[2]。太陽能在開發(fā)利用過程中不會產生污染、副作用等。所以正是因為光伏建筑一體化能源的特點，使得該項技術在建筑節(jié)能發(fā)展中占據(jù)了重要的位置。其次，光伏建筑一體化具有不占用土地的特點。光伏陣列一般安裝在閑置的屋頂，不需要占用額外的土地，而對于土地昂貴的城市而言，這就具有尤為重要的意義。再次，光伏建筑一體化具有電網調峰作用。夏季是電網高峰期，而這時也是光伏陣列發(fā)電應用的最多的時候，光伏建筑一體化可以為建筑提供用電，同時還可以向電網供電，從而達到電網高峰期緩解作用。最后，光伏建筑一體化具有建筑節(jié)能作用。光伏陣列吸收太陽能轉化為電能，這樣一來在很大程度上降低室外溫度，減少建筑墻體得熱，進而起到建筑節(jié)能減排的作用。

3 光伏建筑一體化設計思考

3.1 建筑設計

光伏建筑一體化設計中，建筑設計是尤為重要的組成部分，為了提高光伏建筑一體化的應用質量和效率，必須對建筑物的實際特點和實際需求做好分析，比如要了解建筑物的地理氣候條件、太陽能資源等情況，進而結合實際進行光伏建筑一體化設計。在建筑設計過程中，還要考慮到建筑物外裝飾的協(xié)調性，光伏組件的應用給建筑設計帶來的一定的挑戰(zhàn)，對此就需要充分將光伏組件與建筑設計進行結合、融合，光伏建筑一體化與整體建筑統(tǒng)一、協(xié)調。光伏建筑一體化應用中，光伏組件的吸熱會對建筑熱環(huán)境產生改變，對此，就需要在建筑設計過程中充分考慮這一因素，結合光伏組件的實際特點對建筑設計進行協(xié)調和創(chuàng)新，保證建筑設計與光伏組件的完美結合。

3.2 光伏系統(tǒng)設計

光伏建筑一體化光伏系統(tǒng)設計中包含光伏方陣設計、光伏發(fā)電系統(tǒng)設計、光伏組件設計，只有保證著三部分的設計質量，才能夠保證光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。就光伏方陣設計而言，在于建筑結合時，必須要考慮到建筑的立面效果以及和整體建筑的協(xié)調性。同時還要考慮朝向與傾角因素，保證滿足受光需求[3]。就光伏組件設計而言，要合理選擇電池片型號，并結合板塊大小、功率要求等進行布置。就光伏發(fā)電系統(tǒng)設計而言，要根據(jù)實際要求確定控制器、蓄電池、逆變器等型號。

3.3 構造設計

光伏建筑一體化是一項新型的建筑節(jié)能技術，在應用過程中要對技術設計做好研究和探索工作，比如要考慮到光伏組件與建筑結合過程中結構安全性與構造的設計問題。就光伏組件本身而言，比如一些高層建筑屋頂?shù)娘L荷載較大，普通的光伏組合強度難以滿足需求，對此，就需要考慮到結構安全的因素，選擇強度較高的組件，以此來保證電池片的正常工作，避免受到各種因素的干擾。另外，在組件安裝固定過程中，也需要對連接件固定點進行嚴格的結構計算，保證組件結構安全性。就構造設計而言，必須要與建筑相結合，考慮到建筑的特點和實際需求進行構造設計，保證構造設計的合理性、科學性。

4 結語

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，光伏建筑一體化的應用也越來越廣泛，尤其在當下建筑節(jié)能發(fā)展背景下，光伏建筑一體化已經成為了21世紀重要的新興產業(yè)，具有遠大的發(fā)展前景。為了促進我國太陽能光伏產業(yè)得到更好的發(fā)展，我國也應該加強對新能源產業(yè)的支持，適時出臺有效的引導政策和激勵措施，促進光伏建筑一體化為我國建筑節(jié)能和環(huán)保事業(yè)做出更大的貢獻。