太阳能光伏发电与建筑一体化应用及分析_何红胜

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太阳能光伏发电与

建筑一体化应用及分析

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何红胜刘峥嵘

刘汉彪

摘要：太阳能光伏发电技术作为一种新型清洁能源技术，是可再生能源综合利用的重要内容，光电建筑一体化作为其在城镇发展的最佳形式，应得到大力推广和应用。文章分析了太阳能光伏发电技术原理、发电系统组成、分类、应用现状和光电建筑一体化的概念、特点、实施形式，并结合典型项目，阐述了光伏建筑一体化的具体应用、经济效益和社会效益及发展前景。关键词：太阳能；光伏建筑一体化；应用

能源的潜在危机和生态的不断恶化，使世界各国积极致力于开发包括太阳太阳能是目前已知能在内的可再生能源。

最丰富的一种清洁能源，开发利用太阳能，大力发展光伏发电有利于节约能源、保护环境，其中光电建筑一体化因其独有的特点，近年来越来越受到各国政府的重视，成为了新能源发展的新方向。

⒈太阳能光伏发电技术原理太阳能光伏发电的主要媒介是太阳能电池，即光伏电池。太阳能电池将光能转变为电能的基本原理是：太阳能电池吸收一定能量的光子后，半导体内“光生载流子”，两产生一空穴对，称为者的电性相反，电子带负电，空穴带正电；电性相反的光生载流子被半导体Ｐ－Ｎ结所产生的静电场分离开；光生载流子电子和空穴分别被太阳能电池的正、负极所收集，并在外电路中产生电流，从而获得电能。

（１）太阳能光伏发电系统组成。太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池方阵、控制器、逆变器和蓄电池组构成。

①太阳能电池方阵。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池、

多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。②控制器。控制器对整个系统实施过程控制，并对蓄电池起到过充电过放电保护的作用。在温差较大保护、

的地方，控制器还应具备温度补偿的功能。③逆变器。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，当负载是交流负载时，逆变器是将直流电转化为交流电的必可不可少的设备。逆变器按运行方式，分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电；并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。④蓄电池组。由于日照的不恒定性，在光伏发电系统中，蓄电池对系统产生的电能起着存储和调节作用。它将直流电能转换为化学能存储起来，需要时再把化学能转换为电能释放出来供负载使用。

（２）太阳能光伏发电系统分类。太阳能光伏发电系统可分为独立系统、并网系统和混合系统３大类。独立系统是将入射的太阳能直接转换为电能，不与公共电网连接；并网系统是指与交流电网连接的光伏发电系统；混合系统则兼有两种以上能源类型。

（３）太阳能光伏发电系统应用现状。中国是光伏产业大国，中国光伏企业生产的太阳电池占据全球市场份额但国产太阳电池约９８％出口，５０％以上。

销往国内市场仅占很小一部分。目前，国内光伏系统的应用还处在起步步阶我国开始大力推进光伏发段。２００９年，

电项目的实施，通过采取特许权招标方式，推动光伏电站建设。同时，“金太阳”工程和光电建筑示范项目也开始启动，国家对光伏发电系统给予政策性补贴。截至２０１１年１２月末，国家公布的光电“金太建筑示范项目约为３０万千Ｗ，阳”工程约为１１７万千Ｗ。在这些光伏发电项目中，建在城镇建筑物屋顶的光伏发电项目最为常见。

⒉太阳能光伏发电与建筑一体化（１）光伏建筑一体化概念。光伏建筑一体化就是指在建筑设计初期，将新型太阳能光伏技术融入到建筑设计中，使之成为建筑的一个有机组成部分，统一设计、施工、调试，统一验收，同步使用。在设计时不仅要保证建筑的美学特性，还要保证太阳能光伏技术的可用性。同时，为达到一体化的目标，在设计时，还要注意技术与美学

作者简介：何红胜，扬州集福新能源科技有限公司，总工程师；研究方向：光伏建筑一体化。刘峥嵘，扬州集福新能源科技有限公司，技术部经理；研究方向：光伏建筑一体化。刘汉彪，扬州集福新能源科技有限公司，总经理；研究方向：光伏建筑一体化。

March2013

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