调研二光伏建筑一体化Word格式文档下载.docx
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对于并网户用系统，光伏阵列所发电力既可供给本建筑物负载使用，也可送入电网。
在阴雨天、夜晚或光强很小的时候，负载可由电网供电。
由于有光伏阵列和公共电网共同给负载供应电力，增加了供电的可靠性。
3.供电灵活：
夏季，处于日照时，由于大量制冷设备的使用，形成电网用电高峰。
而这时也是光伏阵列发电最多的时候。
ＢＩＰＶ系统除保证自身建筑用电外，还可以向电网供电，从而缓解高峰电力需求。
4.节能降耗：
由于光伏阵列安装在屋顶和墙壁等外围护结构上，吸收太阳能，转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，节省了能源，保证了室内的空气品质。
5.减少污染：
避免了由于使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染，这对于环保要求严格的今天与未来更为重要。
6.安装简单：
由于光伏电池的组件化，光伏阵列安装起来很简便，而且可以任意选择发电容量。
7.成本优势：
在建筑围护结构上安装光伏阵列，可以促进ＰＶ部件的大规模生产，从而能够进一步降低ＰＶ部件的市场价格，这对于ＢＩＰＶ系统的广泛应用有着极大的推动作用。
8.节约建材：
大尺度新型彩色光伏模块的诞生，不仅约了昂贵的外装饰材料（玻璃幕墙等），且使建筑外观更有魅力。
四、BIPV的系统原理及构成：
以并网和离网两种类型为主。
光伏系统设计选用表
五、BIPV的关键技术：
（1）与景观、建筑结合的并网光伏电站设计和建设；
（2）电站主要设备光伏组件、控制逆变器等产品；
（3）100kVA以下的系列化与用户侧低压电网并联运行的并网控制逆变器的研制以及在电站中的实际应用；
（4）光伏阵列与建筑集成的优化；
（5）太阳能光伏发电系统与建筑物的一体化设计；
（6）光伏阵列在建筑物屋顶上的安装结构与工艺设计、线路设计与配线、防雷保护、光伏电站监控系统等。
BIPV应当在建筑设计之初就开始考虑。
除了考虑BIPV的建筑特性，还要考虑发电量的影响因素。
研究BIPV技术的任一领域，都要解决4个核心问题：
光伏电池的安装位置、遮挡因素、通风设计、空调系统的综合设计。
六、BIPV的实现形式：
从目前来看，光伏与建筑的结合有两种方式：
一种是建筑与光伏系统相结合；
另外一种是建筑与光伏器件相结合。
（1）建筑与光伏系统相结合，把封装好的的光伏组件（平板或曲面板）安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置相联。
光伏系统还可以通过一定的装置与公共电网联接。
（2）建筑与光伏器件相结合，建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化。
一般的建筑物外围护表面采用涂料、装饰瓷砖或幕墙玻璃，目的是为了保护和装饰建筑物。
如果用光伏器件代替部分建材，即用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户，这样既可用做建材也可用以发电。
目前大多数都是采用第一种方式，该种方式成为“安装在建筑物上的光伏发电系统”（BuildingMountedPhotovoltaic简称“BMPV”），不属于真正意义上的第2类BIPV。
其区别在于BIPV构件既是光伏构件也是建筑部件，可以完全替代传统建材，其既可用做建材又可以发电，是光伏和建筑的完美融合。
从光伏组件与建筑的集成来讲，主要有光伏幕墙、光伏采光顶、光伏遮阳板等八种形式，如下表：
BIPV形式
光伏组件
建筑要求
类型
1
光伏采光顶（天窗）
光伏玻璃组件
建筑效果、结构强度、采光、遮风挡雨
集成（BIPV）
2
光伏屋顶
光伏屋面瓦
建筑效果、结构强度、遮风挡雨
3
光伏幕墙（透明幕墙）
光伏玻璃组件（透明）
4
光伏幕墙（非透明幕墙）
光伏玻璃组件（非透明）
5
光伏遮阳板（有采光要求）
建筑效果、结构强度、采光
6
光伏遮阳板（无采光要求）
建筑效果、结构强度、
7
屋顶光伏方阵
普通光伏电池
建筑效果
结合（BMPV）
8
墙面光伏方阵
上海太阳能科技有限公司兆瓦级BIPV示范电站工程（如下）
七、BIPV的应用详解：
1.平屋顶BMPV
从发电角度看，平屋顶BMPV经济性最好：
①可以按照最佳角度安装，获得最大发电量；
②可以采用标准光伏组件，具有最佳性能；
③与建筑物功能不发生冲突。
④光伏发电成本最低,从发电经济性考虑是BMPV的最佳选择。
2.斜屋顶BMPV
南向斜屋顶BMPV具有较好经济性：
①可以按照最佳角度或接近最佳角度安装，因此可以获得最大或者较大发电量；
②可以采用标准光伏组件，性能好、成本低；
④光伏发电成本最低或者较低，是光伏系统优选安装方案之一。
其它方向（偏正南）次之。
3.光伏遮阳系统
光伏遮阳系统将太阳能光伏技术与传统的遮阳装置结合在一起的新型光伏建筑构件。
建筑遮阳是遮挡太阳辐射经建筑外围护结构传入室内的措施，可防止室内空气、墙面、地面等表面温度升高，是改善室内热舒适的重要手段。
而光伏遮阳系统可以把这些被当作有害因素而屏蔽在建筑物表面的太阳辐射转化为能被人们利用的电能，从而实现发电、遮阳、美观等多功能的和谐统一。
遮阳板有跟踪和不跟踪两种，可采用标准组件或者特制组件，经济性与斜屋顶接近或者稍高，依据具体情况。
4.中空光伏幕墙
玻璃的保温性能差，能耗大，造成运行、维护费用高，，玻璃由于其本身隔热的限制，使得夏天空调温度过低，冬天空调温度过高，造成电力等能源的浪费；
密闭性差又使得灰尘得不到有效阻挡，既不节能又不环保，这是玻璃幕墙应用的一大弊端。
选择光伏玻璃幕墙组件，可起到一定的遮挡作用，即减少了热辐射，但对热传导作用还无法有效的隔离。
而将光伏玻璃幕墙组件做成中空式组件即可有效的对热传导进行隔离，使建筑更加节能环保。
幕墙光伏阵列偏离最佳安装角度，输出功率偏低，发电成本高，但其为建筑带来额外的“绿色概念”，可提高建筑社会价值，受建筑投资商青睐。
光伏幕墙与传统玻璃幕墙的构造方式基本相同，兼具采光、遮阳功能，比传统玻璃幕墙更加节能，还是一种产能材料，因此大有取代传统玻璃幕墙的趋势。
光伏幕墙有半透明幕墙和不透明幕墙两种，不透明幕墙多采用单晶硅和多晶硅组件，具有较高的发电效率，半透明幕墙多采用非晶硅薄膜电池，其优点是透光率高，价格低，生产方便，缺点是光能利用率较低。
5.光伏采光顶
光伏采光顶是将具有发电功效的电池板应用到屋面，除了要满足安全、抗风压、防水和防雷要求，还必须满足屋面采光要求。
光伏采光顶需具有一定的透光能力，因此常采用透光性的光伏元件（如薄膜太阳能电池），一般将组件的透光率设计在10%~50%。
6.PV-LED组件研制及工程化应用
PV-LED组件即将太阳电池片和发光二极管贴片用层压的方法封装在一块电池组件里。
电池受光面朝向太阳光方向，LED发光面朝向另一面；
白天电池把太阳光能转化成电能储存起来，夜晚储存的电能给LED照明提供能量。
从能量消耗角度看，PV-LED一体化组件可以自给自足，是一种零消耗绿色环保器件。
这种组件同时也属于BIPV组件，适合安装在庭院走廊，LED灯也可在事先编程控制下在不同的时间间隔内闪烁变化多种颜色，是一种很好的景观光源。
器件结构：
PV-LED一体化组件采用双层玻璃结构，一面为太阳光照射面，一面为发光二极管发光面。
其截面示意图如下：
7.非晶硅柔性薄膜光伏组件及工程化应用
在高温和低光照情况下具有晶体硅不具备的高电性能输出；
柔性薄膜，粘结在建筑表面，安装简便，与建筑有机结合。
8.防水型光伏组件的研究及工程化应用
组件四周具有特殊结构可以与周围四块组件重合，以起到防水作用。
既能发电又具有建筑功能可用作光伏瓦等建材。
9.光伏屋面瓦
瓦型太阳电池组件，它由曲面形状玻璃与非晶硅太阳电池构成。
由于非晶硅太阳电池的厚度非常薄，因此与以前的瓦相比重量基本相同，但瓦的强度却高三倍。
由于非晶硅太阳电池采用气体反应的方法形成，所以可以像曲面形状的玻璃瓦一样直接形成曲面。
八、BIPV的组件要求：
与传统的电站型光伏组件不同，BIPV系统的光伏组件应具有发电和建材的双重功能，应在满足建筑物的外观效果的基础上实现光伏发电。
光伏方阵在建筑物上可以表现为墙体、屋面、采光顶、雨棚、幕墙、遮阳、阳台、护栏、门窗等多种形式。
（1）作为直接构成建筑屋面的光伏组件，除应保障屋面排水畅通外，安装基层还应具有一定的刚度；
在空气质量较差的地区，还应设置清洁光伏组件表面的设施。
（2）作为建筑物墙面的光伏组件，在低纬度地区安装宜有适当的倾角，支架应与栏板主体结构上的预埋件牢固连接，应满足刚度、强度、防护功能和电气安全要求；
应采取保护人身安全的防护措施。
（3）作为幕墙的光伏组件，尺寸符合幕墙设计模数，光伏组件表面颜色、质感应协调统一；
光伏幕墙的性能应满足所安装幕墙整天物理性能的要求，并应满足建筑节能的要求。
九、BIVP的组件类型：
目前BIPV组件可分为夹层玻璃组件和中空玻璃组件。
1.夹层玻璃组件（常规组件形式）
钢化玻璃夹层结构（双玻夹层结构）就是由两片玻璃，中间复合太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串联或并联汇集引线端的整体构建。
两片玻璃必须是钢化玻璃，向光的一面必须是超白压花钢化玻璃；
电池片可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅的一种；
中间胶片可以是EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）或者PVB（聚乙烯醇缩丁醛树脂）。
由该种方式生产的组件也称为双玻BIPV组件。
如下图：
光伏夹层玻璃组件的性能：
（1）．安全：
不易被击穿，破碎后碎片不易飞散；
（2）．节能：
有一定的隔热功能，可节电、节能；
（3）．隔音：
对声波具有阻尼功能,有一定的隔音性能；
（4）．阻挡紫外线：
可防止室内家俱、物品的褪色。
2.中空玻璃组件
中空玻璃的结构是两片或两片以上的玻璃组合，玻璃与玻璃之间保持一定的间隔，间隔中是干燥的空气，周边用密封材料包裹。
当光伏组件和中空玻璃结合时，主要有两种基本性形式：
一种是将钢化玻璃夹层结构整体作为一块玻璃，然后和另一块玻璃组合成中空结构（为中空和夹层结合体）；
另一种是晶体硅或者非晶硅电池片放置在中空玻璃的空腔内，电池片之间由导线串联或并联汇集引线端通过间隔条和密封胶引出（为纯粹的中空玻璃组件）。
中空夹层玻璃组件中空玻璃组件
光伏中空玻璃组件的性能：
（1）．隔音性能良好
（2）．隔热效果优异
（3）．保持清晰的视野，玻璃内部不结露
十、BIPV组件安装方式：
1.太阳瓦
2.光伏屋顶
3.光伏幕墙
（1）
结构特点：
横向和竖向框架不显露于幕墙玻璃外表面。
玻璃分格间看不到骨格和窗框，仅可见打胶胶逢或安装逢。
全玻组件的安装固定主要靠结构胶的粘接来实现。
幕墙整体表现出美观的平面，外观统一、新颖，通透感较强，整体表现一种简洁明快的格调。
（2）
横向和竖向框架均显露于幕墙玻璃外表面。
玻璃分格间可以看到骨格和窗框，幕墙平面表现为矩形分格。
幕墙整体表现出明显的层次感，太阳电池组件与龙骨型材互为装饰，表现出一种建筑美学。
（3）
玻璃分格间可以看到骨格和窗框，幕墙平面表现为横条或竖条分格。
幕墙整体表现出条状规律分布结构，具有独特的装饰效果，美观、新颖
（4）
全玻组件通过支撑装置固定于支撑结构上。
强化玻璃四角开孔，穿装螺栓固定，螺栓与玻璃表面平齐，使内外流通、融合。
全玻组件的安装固定主要固定于支撑结构的驳接件穿装，全玻组件间通过结构胶粘接完成。
没有框架设计，只有拉杆、绳索等简单结构，室内明亮开阔，通透感极强适用于大型建筑和建筑物的大堂顶部或入口等。
十一、国际BIPV组件制造企业概况：
BIPV组件属光伏组件，根据“PV001光伏网”公布数据：
2011年全球光伏组件产量约为35GW，我国约占据65%，在全球前十大组件企业中，我国占据6席；
2011年全球主要十大组件企业产量达到12.6GW。
各大主要光伏组件企业均不同程度涉及BIPV组件制造。
得益于国内外BIPV市场强劲需求，近年来国内出现一批专注与BIPV组件的生产企业。
由于BIPV组件必须同时具备光伏组件及建筑材料特性，存在一定进入门槛，因此除上述光伏组件龙头企业外，国内BIPV组件企业多为建筑材料生产企业演变而来。
部分企业概况如下：
（1）南玻集团
南玻集团在光伏组件制造和传统建筑玻璃幕墙制造技术两方面综合能力具有一定优势。
集团于2007年取得“太阳能光电建筑玻璃幕墙专利”。
南玻集团首条年产46万m2太阳能薄膜电池用TCO导电玻璃生产线于2010年1季度正式量产，使集团成为国内唯一具备薄膜光伏电池用TCO导电玻璃量产能力的企业，并成功打破少数日美生产厂商在该领域的长期垄断。
集团采用APCVD工艺生产的TCO导电玻璃，产品最大规格为市场主流1100mm×
1400mm×
3.2mm/4mm，在光透过率、方块电阻、雾度、膜厚等几大指标上已达到国际先进水平。
（2）方大集团
方大集团具有建筑幕墙产品及材料、轨道交通设备和半导体照明产业三大产业体系，主要从事节能环保幕墙、太阳能光伏幕墙、LED彩显幕墙、铝塑复合板、单层铝板、蜂窝铝板、纳米自洁铝板、地铁屏蔽门系统、自动门、安全门、半导体照明（LED）外延片和芯片、芯片封装及各种LED灯具、LED泛光和景观照明系统等产品的研发、生产与施工等。
方大集团建筑幕墙产品及材料主要产品有：
太阳能光电幕墙、通风式节能环保幕墙、断热式节能门窗和幕墙、遮阳式节能门窗和幕墙等。
（3）中航三鑫
中航三鑫主业为：
特玻材料、光伏幕墙和航空材料。
特玻材料主要产品有：
石英砂矿原料、LOW-E节能玻璃材料、超白太阳能TCO玻璃材料，电子玻璃基片材料、航空玻璃、高速列车玻璃和高强度耐高温防火玻璃原片材料。
公司生产的超白压延玻璃是世界上利用太阳能做光能发电基本配套材料中的一种，主要用于单晶硅、多晶硅太阳能光伏电池组件材料、太阳能光电玻璃幕墙、平板太阳能集热器盖板、太阳能生态建筑、太阳能干燥器、太阳能蒸馏装置等方面。
（4）金刚玻璃
深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司是广东金刚玻璃科技股份有限公司全资子公司，成立于2008年8月，主要从事各类高科技特种玻璃的研制、开发、生产。
主导产品分为安防玻璃和光伏电池及建筑组件两大类。
公司生产的双玻BIPV组件是集发电、隔音、隔热、防火、安全防护为一体的多功能新型建筑材料，可作为非承重墙或承重屋面直接用于建筑。
公司成功研制符合建筑幕墙安全规范、国内首创的PVB双玻璃光伏组件系统产品，生产的BIPV组件已通过TUV认证。
（4）中南集团
作为一家集工程建设、幕墙、装饰、钢构工程、商贸服务、卡通影视、房地产业等于一体的多元化企业集团，中南集团一直是业内的佼佼者。
于2009年高调进军太阳能光伏产业中的光伏幕墙领域。
其研发的光伏屋面系统、光伏幕墙系统、光伏-LED一体化系统等多项技术已成功运用到多项工程，BIPV技术日益成熟。
浙江省建科院科研用房、浙江正泰太阳能科技公司厂房、马来西亚Plation办公大楼、上海东滩湿地公园等光伏幕墙已陆续建成。
中南幕墙设计研究院还研发出一套无副框的隐框玻璃幕墙系统，申请了发明专利并获授权。
该系统与传统系统相比，在满足相同性能的情况下，每平方米幕墙造价可降低100元，对节约生产成本提升效益起到了重要作用。
十二、国家政策：
“十一五”时期我国加大光伏建筑推广应用力度，一批BIPV示范项目在北京南站、奥运场馆、上海世博园等投入运行。
2009年3月，财政部、住建部联合突出“太阳能屋顶计划”，对太阳能光电建筑应用项目装机容量大于50kW的光伏发电系统原则上均以20元/W的资金补助。
该工程对国内光伏发电利用进行补贴，提出并网光伏发电项目原则上按投资50%补助，偏远无电地区独立光伏发电系统按总投资70%补助，并计划在未来几年内在全国建立500MW光伏发电示范项目。
这些政策推动了我国节能环保生态建材的开发应用热潮，也促进了如BIPV等光伏建材产品的发展及推广应用。
“十二五”时期，我国继续加大BIPV推广应用力度。
在《国家“十二五”经济社会发展规划》、《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》、《“十二五”建筑节能专项规划》等文件中均明确提出发展要求。
《产业结构调整指导目录（2011年）》中“鼓励类”中也列出“太阳能建筑一体化组件设计与制造”。
具体详见如下：
表：
我国鼓励BIPV发展的政策
名称
发布时间
发布部门
具体内容
《关于实施金太阳示范工程的通知》
2009年
财政部住建部
中央财政从可再生能源专项资金中安排一定资金，支持光伏发电技术在各类领域的示范应用及关键技术产业化；
单个项目装机容量不低于300kWp；
并网光伏发电项目原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助，偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补助；
用户侧并网的光伏发电项目所发电量原则上自发自用。
《财政部科技部国家能源局关于实施金太阳示范工程的通知
2010年
年用户侧光伏发电项目补贴比例暂定为50%，偏远无电地区的独立光伏发电项目为70%。
《产业结构调整指导目录》2011年本
2011年
国家发展和改革委
“鼓励类”第五项“新能源”中第三条“太阳能建筑一体化组件设计与制造”。
《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》
2012年
工信部
要求促进光伏产业应用，支持建立一批BIPV系统。
重点产品方面，提出发展BIPV组件生产技术，包括可直接与建筑相结合的建材、应用于厂房屋顶、农业大棚及幕墙上的双玻璃BIPV组件等，解决BIPV组件的透光、隔热等问题设计出美观、实用、可直接作为建材和构件用的BIPV组件。
《“十二五”建筑节能专项规划》征求意见稿
住建部
对开展绿色建筑技术创新、产业扶持、基础能力建设等给予支持。
财政部会同住建部尽快制定具体办法。
将墙体材料革新专项基金转变为墙体材料与绿色建筑发展基金。
国土资源部研究制定促进绿色建筑发展在土地转让方面的政策，在土地招拍挂中应明确绿色建筑的建设用地比例，并逐年提高。
住建部研究制定容积率奖励方面的政策，对因实施外墙外保温、遮阳、太阳能光伏幕墙等绿色建筑技术而增加的建筑面积，可不纳入建筑容积率计算。
反映我国BIPV发展趋势的相关政策
《关于组织实施太阳能光电建筑应用一体化示范的通知》
2011
财政部
对示范项目采用的晶体硅组件、并网逆变器以及储能铅酸蓄电池等关键设备，本次按中标协议供货价格的50%给予补贴，并按照财建【2010】662号文件规定的程序，将补贴资金拨付至设备供货企业。
对示范项目采用的非招标产品（非晶硅组件），补贴标准按晶体硅组件最低中标协议供货价格的一定比例确定，本次补贴比例暂定为50%，并依据施工图专项审查报告（或专项论证结论）和供货协议书确定的产品供应量核定补助额度，将补贴资金拨付至项目业主单位。
示范项目建设的工程安装等其它费用采取定额补贴，补贴标准暂定为6元/瓦，补贴资金拨付至项目业主单位。
2012
重点产品方面，提出发展BIPV组件生产技术。
《平板玻璃工业“十二五”发展规划》
鼓励发展太阳能与建筑一体化用光电和光热玻璃。
《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》
国务院
太阳能产业。
以提高太阳能电池转化效率、器件使用寿命和降低光伏发电系统成本为目标，推进建筑一体化光伏发电应用，建立具有国际先进水平的太阳能发电产业体系，推进以太阳能应用为主、综合利用各种可再生能源的新能源城市建设。
到2015年，太阳能发电装机容量达到2100万kW以上，光伏发电系统在用户侧实现平价上网。
2020年，太阳能发电装机容量达到5000万kW以上，光伏发电系统在发电侧实现平价上网。
财建[2009]129号文件——关于印发《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》
在实际项目申报是重点专注以下几点：
（1）安装类型和补贴对应的补贴标准
项目安装类型
补贴标准
建材型
太阳能电池与建筑材料复合在一起成为不可分割的建筑构件或建筑材料
不超过20元/瓦
构件型
指与建筑构件组合在一起或独立成为建筑构件的光伏构件
不超过20元/瓦
升级会员 