最新国内外光伏建筑一体化的体现.docx

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最新国内外光伏建筑一体化的体现

国内外光伏建筑一体化的体现

　　　　　国内外光伏建筑一体化的体现

摘要:

光伏建筑一体化是应用太阳能发电的一种新理念，就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的维护结构外表面来提供电力.近年来,光伏建筑一体化由于其巨大优势,成为当前的研究热点,并且出现了很多成功的示范工程.世界光伏产业近年来也保持着高速发展，光伏建筑一体化将成为21世纪城市建筑节能的市场热点和最重要的新兴产业之一。

1、国内光伏建筑一体化的现状

1.1发展

中国的太阳能光伏建筑起步较晚,比西方一些发达国家落后很多。

但是政府一直都在鼓励应用诸如太阳能等的可再生能源。

200５年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过的《中华人民共和国可再生能源法》自2006年１月1日起正式施行,可见我国对可再生能源利用的越来越重视。

在这种大环境下中国的太阳能光伏技术有了初步的发展.

“九五”期间我国在深圳、北京分别成功建成17ＫW、7KW的光伏发电屋顶并实现并网发电。

在世界银行捐赠及双边或多边技术合作的支持下,预计我国光伏市场年销售量将以２0％的速度发展，到2010年可望超过１0MW。

上海、江苏和广东等地均已制订规划，率先较大规模地建设“光伏屋顶＂,实施“屋顶计划”示范。

上海的１0万屋顶计划,旨在使10万个屋顶安装上太阳能发电装置，每个屋顶利用３0m2，全市共计300万ｍ2，占上海全市屋顶面积的１。

５%。

上海地区的单位面积日照辐射能为1000W/m2,太阳能电池光电转换效率如以13％～1８％计算,可转换电功率130～180W／m２,每一屋顶发电容量可达到3.9～５.4KＷ。

无锡、苏州等地有关单位也在策划有关光伏推广计划。

广州中山大学太阳能系统研究所已经向有关部门提出了在广州发展“十万光伏屋顶计划”的建议,并正在策划“广东十万太阳能屋顶计划”。

为配合奥运会召开和应对能源的紧缺,国家将太阳能光伏发电融入奥运建筑中,各个奥运建筑大范围地采用了太阳能等绿色能源，据了解

２０0８年北京奥运场馆外墙贴上了太阳能电池，周围80%~90％的路灯和洗浴热水来自太阳能光伏技术．

为加快推进我国太阳能光电建筑应用,财政部会同住房和城乡建设部于2009年３月发布了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》及《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》。

这一“光电新政”旨在通过财政补助支持开展光电建筑应用示范项目，解决太阳能光电建筑一体化设计及施工能力不足、相关应用技术标准缺乏、与建筑实现构件化的太阳能光电组件生产能力薄弱等问题，从而启动太阳能光电在城乡建筑领域的应用市场,带动太阳能光电产业发展。

1。

2　体现

　　随着世博会和奥运会的举办,展览场馆和体育场馆的建筑为光伏技术在场馆类建筑上的发展提供了很好的实践场所。

如上海世博会的主题馆屋顶铺设光伏组件面积达到了3000平方米,输出功率为２。

57MW，是目前世界上屋顶光伏系统面积最大的单体建筑。

奥运会场馆中的国家体育馆屋顶铺设了2５0０平方米的光伏组件，输出功率达到了20０ｋW，是北京地区最大的建筑一体化的光伏电站。

据统计,世博会建筑包括世博中心、中国馆以及主题馆等建筑共安装光伏组件总量达到了4．6GＷ，奥运会期间，奥运场馆周边8０％~９０%路灯用电都是由奥运场馆一体化的光伏组件所提供。

台湾台南县政大楼是一座快3０年的老建筑,２０0７年在保留原有结构的基础上进行了室内外的改造．原先的建筑南立面没有任何遮阳设施,只是使用者在内部用窗帘隔热,只能挡直射的阳光,对于热环境没有太大作用.因此,建筑师决

定以光伏遮阳板的方式来作出改善。

旧建筑不仅获得更新，还可以发电,使建筑得到有意义的生命延续。

大楼改造方案巧妙地在旧有立面加上了3个双层表皮（ｄoublｅ　skin）结构,形成一个通风的玻璃盒子,利用2层表皮间的烟囱效应,把冷空气由下方吸入,热空气由上方排出.光伏电板作为遮阳板呈锯齿状安装在表皮外部,每块模板的晶片分开封装，具有视觉穿透性。

　这样构成的一组采光、通风、遮阳的设计，非常有效地让办公室空间隔绝外界的高温并有开阔的景观。

光伏遮阳板设计容量１2kW,由345片3５W的光伏电板组成,并将太阳光伏发电系统与城市电网并联,互为补充,达到最大的应用效果。

2、国外光伏建筑一体化的现状

2.1德国

德国是世界上应用太阳能、实现太阳能建筑一体化的强国。

光伏发电系统与建筑结合的早期形式主要就是“屋顶计划”,这是德国率先提出的方案并进行了具体实施。

19９0年首先开始实施“一千屋顶计划”,在私人住宅屋顶上推广容量为１～5KW的户用联网光伏系统.1９９８年1０月提出了在6年内安装1０万套PＶ屋顶系统,总容量在3０0～5０0MW。

德国在19９9年开始实施“十万太阳能屋顶”计划,单是在2003年就安装了120MW。

２0０4年通过了“优先利用可再生能源法”,使得德国成为光电应用增长最快的国家。

2０06年德国当年光电安装7５万KW累计装机25３万KW,居世界首位.

　　在德国光电建筑领域,科技创新受到极大的尊重，技术无处不在。

通过一种新型的光伏推拉门，说明太阳能与建筑的结合,不仅是屋顶和墙体,而且涉及门窗,遮阳等部位。

他们的理念是:

光伏建筑=建筑﹢可再生能源,光伏建筑=制造能源的建筑,通过技术的手段，可以让建筑可接受阳光的部分都产生能源。

在德国，光电建筑项目立项有两种情况.第一种是屋顶发电系统，所有个人和家庭都可以安装,无需申请立项。

第二种是地面发电系统,一般由公司或集体投资，需要申请立项，主要是用地审批和环保评估。

建于2０09年的德国Jｕwi公司总部新办公楼,被称为是最节能的建筑,该建筑由一主楼及其配套的自助餐厅组成。

在规划与设计的新公司总部时，光电扮演关键角色，各种形式的光电安装技术得到了应用。

主楼屋顶安装了角度为５度的单晶硅太阳能电池组件，正面有一个完整、垂直安装光伏系统。

自助餐厅屋顶也有一个角度为10度的太阳能电池阵列。

餐厅的立面采用的电池组件整合了三层绝缘玻璃模块,能有效减少大玻璃幕墙带来的建筑能耗损失,同时太阳能电池营造良好的自助餐厅气氛。

在建筑甲板上也安装了一个独特的光伏天蓬。

博世（Bosch）公司最近研制了他们的第一个光伏建筑幕墙系统,于2010年应用在德国霍尔茨明登市的施威格商场的改造中。

这个项目的目的是将高容量超薄光伏模块结合进建筑外表皮的设计建造中,设计容量２1ｋＷ。

新安装的光伏模块可以从朝南的３０0m2外立面上一年发电19MＷｈ。

从而一年可以少排放1２。

4t二氧化碳,相当于一辆中型的汽车行驶6万km的碳排放。

此外,系统已经开始向电网供电。

优雅的设计和出色的外观,周边由铝板包裹,非常适合于具有建筑设计美感的立面上。

在这些超薄的光伏面板中并不是使用硅作为半导体材料,而是用一种含有铜、镓、硫、硒的化学合成物。

德国幕墙和光伏产品生产厂家Sｃhücｏ经过多年的研发，近年创造出E平方光伏幕墙（SchüｃoＥ2Fａçade）.它更像是一层建筑的皮肤，可以透气，可以抵御紫外线，可以调节光照和温度,还能自己发电。

E平方幕墙系统是一个新的既可以节约能量，又可以生产能量的综合系统。

它集成了很多智能建筑科技,超薄透明晶片的光伏玻璃,太阳热转换,隔热遮阳,具有热恢复功能的分散式机械通风构成了一个自动化落地幕墙系统。

这个幕墙系统可以得到最大程度节能生态的建筑构造和优化的室内舒适度。

与此同时,在满足了使用功能的情况下,它还提供了一种新的具有特色的建筑样式。

采用模数化的设计,并且具有多种开启方式.有时太多的功能部件会干扰建筑师的设计自由度从而会影响建筑的外观，E平方幕墙系统采用隐藏式的设计,看起来和普通的玻璃幕墙没有太大的差别,大大地提高了设计感和建筑师的自由度。

幕墙系统中可以容纳所有的管线并在窗框中集成了直观的操作系统.

2。

2日本

日本是世界上推广光伏建筑较早的国家之一,以补贴为主的推广政策使其在光伏建筑领域取得了巨大成功.日本政府在２0世纪90年代中期制定了一个庞大的太阳能光伏发电“屋顶”计划,预计在1０～15年内,在日本民用住宅的屋顶上安装户用太阳能光伏发电系统,总装机容量将达200MW.为此,一方面日本政府拨出80亿日元巨资用于大规模生产太阳能光伏电池,其目的就在于降低太阳能光伏电池成本；另一方面政府资助一些大学、研究所和公司进行开发研究。

自1993年开始实施“新阳光计划”,率先推动光电商业化应用;2001年制定“先进光电ＰV计划”,旨在推进光电技术进步，建立光伏产业集团.

日本作为一个资源匮乏的发达国家，其推广光伏建筑的心情比其他国家更迫切，因而在推广光伏建筑方面所投入的补贴和科研经费也是其他国家无法相比的,这是日本光伏建筑迅速发展的主要原因之一。

日本对光伏建筑研发的重视和高投入取得了显著的成效,光伏建筑的安装成本在1992年高达370万日元/kW,但在2005年就降低到70万日元/kW。

成本的大幅下降为光伏建筑的推广创造了条件.日本政府不仅重视研发，而且重视对研发成果的展示.早在20０2年就以示范项目的形式展示光伏建筑的相关研究成果，用于示范项目的经费达到４5亿日元，占总预算的1３%。

2００８年,日本“三洋”（Sanｙo）公司建成世界上最大的光伏建筑——“太阳方舟”（solarark）,不仅充分展现了光伏建筑的节能与美观，更重要的是让广大民众加深对了光伏建筑的了解,进一步激发了光伏建筑的市场需求。

2。

3美国

美国作为世界上能耗最大的国家,很早便将目光锁向光伏发电技术的推广上。

陆续推出了“百万太阳能屋顶计划”、“光伏建筑良机计划”等鼓励光伏技术的法律文件。

该计划是美国面向21世纪的一项由政府倡导、发展的中长期计划。

这一计划的实施,到2010年将在100万个屋顶或建筑物其他可能的部位安装太阳能系统，包括太阳能光伏发电系统、太阳能热水系统和太阳能空气集热系统。

这一计划的实现,太阳能技术的应用将进一步扩大,达到减少温室气体引滋,扩展能源选择,创造新的高新技术工作岗位等目的，给美国带来相当可观的环境效益和经济效益。

　如今美国每年都会由美国建筑师协会评出一年中最佳绿色建筑工程,其中光伏技术等可再生能源技术的应用在评选中占了很重要的位置。

如美国迈克尔·荷马科学与学生活动中心在建筑遮阳和屋顶上安装了光伏组件以实现能源大幅度的节约,实现可持续发展。

目前，美国已经开始建设太阳能社区,加利福尼亚州戴维斯西社区装备了

4MＷ的高效能太阳能电池组件，可以提供整个社区2000　人使用，娱乐和学习设施以及公寓租房都实现光伏供电,是美国最大的低碳社区.４MW太阳能发电系统包括了太阳能停车场和屋顶.

３、总结

通过对日本、德国、美国等世界光伏建筑大国推广政策及其实施效果的研究，发现实行高额补贴、重视研发、及时展示研发成果和通过立法规定上网电价、充分地研究市场、培养优秀的光伏企业,是日本、德国等发达国家光伏建筑推广政策取得显著成效的主要原因.建造成本高、投资回收期长、消费者认知度较低、缺乏一流的光伏企业等是我国目前光伏建筑发展的主要障碍因素。

科学地制订经

济激励政策,重视对光伏建筑的研发并促进形成合作创新的研发体系，通过示范工程及时展示光伏建筑的新成果，培养和造就国内一流的光伏制造商,是我国光伏建筑推广政策应注重的内容。

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