建筑一体化太阳能发电系统的介绍

(内蒙古工业大学 能源与动力工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051)
摘 要： 文章对建筑一体化光伏系统类型以及安装实例进行了介绍，并分析了建筑一体化光伏 系统的前景。
关键词：建筑一体化光伏系统；安装示例；太阳能 
中图分类号：TU852  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2009)24—0102—02
1 BIPV的概念以及发展现状
1.1 BIPV的概念

BIPV即Building Integrated PV，PV即Photovoltaic。BIPV（光伏建筑一体化）技术是将太 阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。光伏建筑-体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建 筑上(BAPV：Building Attached PV)的形式。

现代化社会中，人们对舒适的建筑热环境的追求越来越高，导致建筑采暖和空调的能耗日益 增长。在发达国家，建筑用能已占全国总能耗的３０％～４０％，对经济发展形成了一定的 制约作用。
1.2 BIPV在国外的发展现状

美国是世界上能量消耗最大的国家，国会先后通过了“太阳能供暖降温房屋的建筑条例”和 “ 节约能源房屋建筑法规”等鼓励新能源利用的法律文件。在经济上也采取有效措施，不仅在 太阳能利用研究方面投入大量经费，而且由国会通过一项对太阳能系统买主减税的优惠办法 。因此，美国太阳能建筑的发展极为迅速，无论是对太阳能建筑的研究、设计优化，还是材 料、房屋部件结构的产品开发、应用，以及真正形成商业运作的房地产开发，美国均处于世 界领先地位，并在国内形成了完整的太阳能建筑产业化体系。

日本在主动式太阳房的研究应用领域也处于世界前列。１９７４年日本通产省制定了“阳光 计划”并按此计划建造了数幢典型太阳能采暖空调试验建筑，如矢崎实验太阳房。而且多年 来日本的太阳能采暖、空调建筑一直稳步发展，并已应用于大型建筑物上。

此外，法国、德国、澳大利亚、英国等发达国家也拥有相当先进的太阳能建筑应用技术 。著名的集热蓄热墙采暖方式即是法国人菲利克斯·特朗勃的专利，法国的奥代洛太阳房是 该采暖理论转化为实际应用的第一个样板房。英国利物浦附近的沃拉西的圣乔治郡中学，则 是直接受益式太阳房最大和最早的样板之一。尽管英国的太阳能资源并不丰富，该所中学安 装的常规采暖系统却从未使用过。

最后值得一提的是，近几年来在发达国家已有相当发展水平的“零能房屋”，即完全由太阳 能光 电转换装置提供建筑物所需要的全部能源消耗，真正做到清洁、无污染，它代表了２１世纪 太阳能建筑的发展趋势。由于许多国家的政府（如美国、德国）都制定了太阳能在国家总能 源消耗中的所占比例应超过２０％的计划，相信这种“零能房屋”将会有十分良好的发展前 景。
1.3 BIPV在我国的发展现状

建设部相继召开了“太阳能与建筑结合应用研讨会”，国家有关部门对这项课题十分重视并 抓 得很紧，建设部、科技部、经贸委先后分别下发了《建设部建筑节能“十五”计划纲要》、 《 科技型中小企业技术创新基金若干重点项目指南》、《新能源和可再生能源产业发展“十五 ” 规划》、《关于组织实施资源节约与环境保护重大的通知》等文件，强调并提出课题开发应 用的目标，明确了发展的重点和重点支持的具体项目。为此，中国建筑标准设计研究所承担 了编制建筑工程行业标准、建筑施工工法、标准设计图集等“太阳能供热制冷成套技术开发 与示范”的课题，为太阳能与建筑一体化事业的健康稳步发展，也为我们设计单位承担这项 课题的专项设计提供有利条件。
2 BIPV组件介绍及安装实例介绍
2.1 BIPV用电池组件介绍

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2.2 BIPV阵列配置

以上各图是BIPV太阳能发电系统阵列的配置方式。
2.3 BIPV的安装实例介绍

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以上显示的是BIPV的安装实例。
3 BIPV发展方向

目前，建筑物空气温度调节消耗着大量的能量。在我国，它要占到建筑物总能耗的约70％。 用 空调机和燃煤来控制室温不仅消耗能量，带来外界的环境污染，而且并不能给室内人员带来 健康的环境（虽然暂时它是舒适的）。在太阳能用于采暖方面，除造价较高的被动式太阳房 有一些示范型建筑外，还没有大规模的采用。主动式太阳能供能由于成本更高，与我国的经 济发展也是远不相适应。因此，建筑供能的主动与被动相结合的思想及太阳能与常规能源相 结合的思想。按照房间的功能，采用不同方案的配合及交叉，这样可以大大降低太阳能用于 建筑供能的一次投资和运行成本，使得整个方案在商业化的意义下具有可操作性。　

被动采暖与降温的意义在于使建筑本身能量负荷大大降低（节能率约70％），使其所要 求主动供能装置提供的能量大大降低。也就是说，它将对昂贵装置的要求降低。另外，被动 供能是巧妙利用自然条件的变化来调节室内温度。我们认为，建筑物内空气温度调节技术发 展方向不应当是改变自然环境来满足人的要求，而是应当尽量巧妙地利用并顺应自然界来满 足人们对健康和舒适的要求。研究空调的目的应当是尽量减少人工环境，而不是相反。

主动供能的意义在于保障建筑室内的舒适性增加。　

在主动与被动供能相互配合组成供能系统的情况下，整套建筑供能系统的设备性能将会提高 ，而尺寸和造价将会降低。
［参考文献］
［1］ 王仲颖，李俊峰.中国可再生能源产业发展报告2007［M］.北京：化学工业出 版社，2007.
［2］ 太阳能光伏协会（日本）.刘树民，宏伟译.太阳能光伏发电系统的设计与施工 ［M］.北京：科学出版社，2006.
［3］ 罗运俊，何梓年，王长贵.太阳能利用技术/21世纪可持续能源丛书［M］.北京 ：化学工业出版社，2005.
［4］ 刘宏，吴达成，杨志刚，翟永辉.家用太阳能光伏电源系统/太阳能实用技术丛 书［M］.北京：化学工业出版社，2007.
［5］ 崔容强，赵春江，吴达成.并网型太阳能光伏发电技术［M］.北京：化学工业 出版社，2007.
［6］ 沈辉，曾祖勤.太阳能光伏发电技术/可再生能源丛书［M］.北京：化学工业出 版社，2005.

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