太阳能光伏发电与建筑一体化

光伏发电 建筑一体化

第7卷第1期2011年1月

沈阳工程学院学报(自然科学版)

JournalofShenyangInstituteofEngineering(NaturalScience)

Vol 7No 1Jan.2011

太阳能光伏发电与建筑一体化

马一鸣,马龙翔

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(1.辽宁太阳能研究应用有限公司生产部,沈阳110136;2.沈阳工程学院能源与动力工程系,沈阳110136)

摘 要:太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分,被认为是当前世界上最具发展前景的新能源技术.针对太阳能利用和建筑一体化这一新的课题,简述了太阳能光伏发电的工作原理,详细阐述了太阳能光伏与建筑集成系统的组成结构及其功能,并对太阳能光伏发电与建筑一体化的优点和存在的问题进行了详尽的分析.同时,根据目前我国太阳能光伏发电和太阳能光热利用技术日趋成熟的现实,提出了太阳能光伏发电与建筑一体化的发展方向,并预测了其未来的发展.

关键词:太阳能电池;太阳能光伏发电;太阳能建筑中图分类号:TK511 文献标识码:

A 文章编号:1673-1603(2011)01-0009-04

网,住户使用时再从电网购买.与独立光伏系统相比,并网系统的初投资较小,运行维护费用低,并避免了使用蓄电池带来的环境污染,此外,还可以实现光伏电力

随发随用,最大限度地转化太阳能,缩短投资回收期.但是,并网系统对电网质量和逆变控制器精度要求很高,而且需要地方电网企业的配合,因此采用并网型光伏建筑集成系统时,必须经过详细的技术、政策和经济可行性分析.

联网光伏系统主要由太阳能电池方阵、联网逆变器和控制器等3大部分构成(见图

1).

1 太阳能光伏发电的工作原理

太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池,又

称光伏电池.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,半导体内即产生电子 空穴对,称为 光生载流子 ,两者的电性相反,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.这样,光能就成了可以付诸实用的电能.

2 太阳能光伏建筑集成系统

太阳能光伏建筑集成技术是在建筑围护结构外表面铺设光伏组件,或直接取代外围结构,将射到建筑表面的太阳能转化为电能,以增加建筑供电渠道,减少建筑用电负荷的新型建筑节能措施.常见的光伏建筑集成系统主要有光伏屋顶、光伏幕墙、光伏遮阳板、光伏天窗等,其中光伏屋顶系统的应用最为广泛,光伏幕墙和光伏遮阳板的发展也非常迅速.目前,国内光伏建筑集成技术主要应用于国家和地方的各示范工程中,尚未实现完全商业化发展.

联网光伏系统是目前太阳能光伏建筑集成系统的首选发电方式.光伏屋顶或光伏幕墙系统产生的直流电,可通过逆变控制器转化为交流电,直接输送给电

收稿日期:2010-09-10

作者简介:马一鸣(1978-),男,沈阳人,工程师.

1.接线箱;2.联网逆变器;3.配电箱;4.电表(向电网输出);

5.电表(从电网引入)图1 典型住宅联网光伏系统

2.1 太阳能电池方阵

太阳能电池方阵是联网光伏系统的主要部件,接收到的太阳光能将由它直接转换为电能.目前工程上应用的太阳能电池方阵多为由一定数量的晶体硅太阳能电池组件,按照联网逆变器输入电压的要求串、并联后固定在支架上组成.住宅联网系统的光伏方阵一般