太陽(yáng)能光伏發(fā)電在建筑工程中的應(yīng)用

1、目錄 TOC o 1-5 h z 摘要 2關(guān)鍵詞 3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 引言 3第一章（四號(hào)黑體）緒論 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 1.1太陽(yáng)能與建筑結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)3 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 1-2太陽(yáng)能建筑在國(guó)際上的發(fā)展策略 4太陽(yáng)能在中國(guó)建筑中的發(fā)展方向41-2.2 太陽(yáng)能在西方國(guó)家的發(fā)展5 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 1-3太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在建筑中的

2、技術(shù)應(yīng)用及存在的問(wèn)題6太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在建筑中的技術(shù)應(yīng)用6太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在建筑中存在的問(wèn)題 7第二章太陽(yáng)能光伏發(fā)電建筑一體化概述2.1光伏建筑定義與原則 7光伏建筑的定義 7光伏建筑的原則U 7光伏和建筑的結(jié)合方式 8傳統(tǒng)建筑與現(xiàn)代光伏工程技術(shù)和理念的融合9 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 2.2光伏建筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9當(dāng)?shù)貧夂騾?shù)的搜集10負(fù)載情況分析 10光伏組件最佳斜角確定11光伏發(fā)電系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)原則11 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 2.3太陽(yáng)能發(fā)電（光伏）的施工及維修 11太

3、陽(yáng)能光伏建筑施工個(gè)流程11光伏電池板的安裝及維護(hù)11蓄電池的安裝與維護(hù) 12逆變器的安裝 12電子線(xiàn)路的安裝 12 HYPERLINK l bookmark81 o Current Document 2.4 太陽(yáng)能發(fā)電（光伏）建筑設(shè)計(jì) 13一般規(guī)定13規(guī)劃設(shè)計(jì)13建筑設(shè)計(jì)13結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14太陽(yáng)能光 TOC o 1-5 h z 伏系統(tǒng)特點(diǎn) 14第三章太陽(yáng)能建筑的典型應(yīng)用模式 HYPERLINK l bookmark109 o Current Document 3.1國(guó)傳統(tǒng)居民建筑的節(jié)能“理念” 15 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 3.2太陽(yáng)能

4、光伏發(fā)電與建筑一體化的發(fā)展任重道遠(yuǎn)15 HYPERLINK l bookmark115 o Current Document 3.3我國(guó)相關(guān)工程介紹 15青島客運(yùn)站 16北京奧體中心體育場(chǎng) 16浙江義烏國(guó)際貿(mào)易三期 16結(jié)論 17致謝 17參考文獻(xiàn)17摘要當(dāng)今，全人類(lèi)都在面臨著氣候變化，空氣污染和資源短缺的危機(jī)，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成 了人類(lèi)發(fā)展的共同目標(biāo)。人類(lèi)追求建筑的功能和舒適的同時(shí)，建筑能耗不斷增長(zhǎng)，人類(lèi)開(kāi) 始越來(lái)越認(rèn)識(shí)到，建筑使用能源所產(chǎn)生的CO2是造成氣候變暖的很大一部分來(lái)源。于是節(jié)能、降耗、綠色、健康，成為全世界對(duì)未來(lái)建筑的共同追求，節(jié)能型建筑成了未來(lái)建筑發(fā) 展的必然趨勢(shì)，由此綠色建筑也

5、應(yīng)運(yùn)而生。綠色建筑對(duì)全社會(huì)的節(jié)能減排起到?jīng)Q定性作 用。太陽(yáng)能是一種無(wú)污染的能源，也是人類(lèi)可利用的豐富資源。我國(guó)有著豐富的太陽(yáng)能 資源，每年獲得的太陽(yáng)能約為3.6 x 1 0 2 2 J，相當(dāng)于1.2萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值約占全國(guó)國(guó)土面積2/3的地區(qū)年平均輻射總量在33408400MJ/m2，年日照時(shí)數(shù)超過(guò)2 2 0 0 h，相當(dāng)于11 02 8 0 kg/h標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值。因此，研發(fā)太陽(yáng)能在建筑中綜合利用的技術(shù)，探究太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)與建筑 的有機(jī)結(jié)合將具有積極而深遠(yuǎn)的意義。太陽(yáng)能利用是世界新能源與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重 要組成部分，太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用的能能緩解能源緊張、減少污染和CO2排放。利用太陽(yáng) 能減

6、少建筑消耗和改善建筑物理環(huán)境建筑的一個(gè)重要的發(fā)展方向。太陽(yáng)能光伏建筑一體 化業(yè)將是21世紀(jì)最重要的新興產(chǎn)業(yè)之一，光伏建筑一體化太陽(yáng)能將成為功效最佳、價(jià)格 最低廉的替代新能源，太陽(yáng)能光伏建筑一體化發(fā)展任重道遠(yuǎn)。關(guān)鍵詞：綠色建筑綠色材料可持續(xù)發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電光伏建筑引言2010年，舉世矚目的上海世博會(huì)向我們走來(lái)。科技的創(chuàng)新為世博會(huì)提供了強(qiáng)大的技 術(shù)支撐，是歷屆世博會(huì)上令人難忘的展示亮點(diǎn)。在世博園區(qū)建設(shè)中，新技術(shù)、新能源、 新材料被大量采用，體現(xiàn)“城市，讓生活更美好”的主題，全面展示世博會(huì)的場(chǎng)館建設(shè)、垃 圾處理、節(jié)能照明、水資源利用等方面的全新科技成果。20世紀(jì)60年代，公害事件和環(huán)境污染頻生，從

7、而引發(fā)了一場(chǎng)綠色運(yùn)動(dòng)。1972年，羅馬 俱樂(lè)部發(fā)表了增長(zhǎng)的極限的報(bào)告，人們開(kāi)始關(guān)注生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，認(rèn)識(shí)到如果人類(lèi)不去 保護(hù)生態(tài)環(huán)境，那么人類(lèi)發(fā)展的負(fù)效應(yīng)行為將毀滅人類(lèi)自己。1987年世界環(huán)境與發(fā)展委 員會(huì)提出了可持續(xù)發(fā)展的概念，即:“既滿(mǎn)足當(dāng)代人的需要又不危及后代人滿(mǎn)足其需要的發(fā) 展”。1993年的斯圖加特生態(tài)建筑展覽會(huì)上提出了綠色建筑的各種設(shè)想和模型。至此,綠 色建筑、生態(tài)建筑、可持續(xù)建筑等的研究與實(shí)踐達(dá)到了高潮。第一章緒論1.1太陽(yáng)能與建筑結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)4）太陽(yáng)能與建筑結(jié)合，就地安裝、就地發(fā)電上網(wǎng)和供應(yīng)熱水，不需要另外架設(shè)輸電 線(xiàn)路和熱水管道；1）太陽(yáng)能技術(shù)與建筑的結(jié)合能有效地減少建筑能耗

8、；2）太陽(yáng)能與建筑有機(jī)結(jié)合，互為依托和利用，電池板和集熱器安裝在屋頂或屋面上，不 需要額外占地，節(jié)省了土地資源；3）降低墻面及屋頂?shù)臏厣?）太陽(yáng)能光伏發(fā)電可保證建筑自身的全部或大部分用電，降低對(duì)市政配套的依賴(lài)，同時(shí)也 減少了對(duì)市政建設(shè)的壓力；6）太陽(yáng)能產(chǎn)品沒(méi)有噪音，沒(méi)有排放，不消耗任何燃料，公眾易于接受；7）太陽(yáng)房是建筑節(jié)能的有效途徑，是小康生活的重要條件，是可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)品，是國(guó)家大力提倡 的。8）太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)施與建筑同步設(shè)計(jì)，配套制作，構(gòu)件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，可提高熱水工程安裝的 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和施工效率。9）有利于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。工程一體化設(shè)計(jì)、施工，杜絕了二次施工對(duì)建筑造成的破壞

9、和 影響。1.2太陽(yáng)能建筑在國(guó)際上的發(fā)展策略太陽(yáng)能能源在中國(guó)建筑中的發(fā)展方向我國(guó)太陽(yáng)能源在建筑的利用始于70年代中期，建成實(shí)驗(yàn)性建筑80年代初建成的大興劉民營(yíng)“新能源村”（清華、天大、北京太陽(yáng)能研究所和西德聯(lián)合設(shè)計(jì)）。我國(guó)的第一幢被動(dòng)式太陽(yáng)房建成于1977年，地點(diǎn)在甘肅省民勤縣，是一棟南窗直接 受益結(jié)合實(shí)體集熱蓄熱墻的組合式太陽(yáng)房。在20世紀(jì)80年代初，又通過(guò)國(guó)際合作項(xiàng) 目，如中德新能源村、聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)署支持的甘肅太陽(yáng)能采暖降溫研究基地的建立使太陽(yáng)房得到進(jìn)一步發(fā)展。在“六五”、“七五”、“八五”，包括到“ 一五”期間，國(guó)家科技攻關(guān)計(jì) 劃中都列入了太陽(yáng)能建筑項(xiàng)目，取得了一系列成效。當(dāng)前，我國(guó)被動(dòng)式

10、太陽(yáng)房已進(jìn)入規(guī)模普及階段。由群體太陽(yáng)能建筑向太陽(yáng)能住宅小 區(qū)、太陽(yáng)村、太陽(yáng)城發(fā)展。特別是常規(guī)能源相對(duì)缺乏、經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后、環(huán)境污染比較嚴(yán) 重的西部地區(qū)，發(fā)展速度更為迅速，有的地區(qū)年平均遞增率達(dá)15%。另外，我國(guó)首座全太陽(yáng)能建筑已在北京落成，其占地8000平方米。該全太陽(yáng)能建 筑，主體建筑室內(nèi)的洗浴、供熱、供電等所有能源都由太陽(yáng)能來(lái)提供。太陽(yáng)能新村建筑 南墻、屋頂坡面等位置都安裝著數(shù)個(gè)太陽(yáng)能集熱器。這些集熱器在夏季可為空調(diào)設(shè)備提 供驅(qū)動(dòng)熱源，在冬季可為采暖提供保障。此外，建筑內(nèi)還安裝了全國(guó)最大的太陽(yáng)能發(fā)電 系統(tǒng)，投入運(yùn)營(yíng)后可提供50千瓦的電力，滿(mǎn)足日常用電所需。該工程是奧運(yùn)場(chǎng)館的試驗(yàn) 性建筑，并且

11、今年我國(guó)奧運(yùn)場(chǎng)館的部分項(xiàng)目也將使用太陽(yáng)能技術(shù)。目前，在江蘇，浙江，安徽，山東和北京等地已有一些太陽(yáng)熱水器生產(chǎn)廠(chǎng)商主動(dòng)聯(lián)合 當(dāng)?shù)氐慕ㄖO(shè)計(jì)院進(jìn)行太陽(yáng)熱水器與小區(qū)住宅一體化設(shè)計(jì)的試點(diǎn)和示范，取得了較好的效 果。總之，太陽(yáng)能在降低建筑能耗上的作用是不可低估的，相對(duì)其他可再生能源來(lái)說(shuō)，太 陽(yáng)能具有一些特有的優(yōu)勢(shì)，更利于與建筑結(jié)合，應(yīng)用到建筑領(lǐng)域，因而大力發(fā)展太陽(yáng)能是 我國(guó)乃至全世界發(fā)展可再生能源、實(shí)現(xiàn)建筑能源管理的重要方向。1.2.2 太陽(yáng)能在西方國(guó)家的發(fā)展美國(guó)MIT于30年代開(kāi)始研究；90年代達(dá)到25棟。美國(guó)作為一個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑 用能已占全國(guó)總能耗的30%-90%，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形成了一定的制約作用。

12、因此，美國(guó)太陽(yáng) 能建筑的發(fā)展極為迅速。為了減少能耗，降低污染、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展，美國(guó)對(duì)太陽(yáng) 能作了積極的探索，其中“百萬(wàn)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”就是規(guī)模最大、涉及部分最多、正在逐步 實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目計(jì)劃。該計(jì)劃是美國(guó)面向21世紀(jì)的一項(xiàng)由政府倡導(dǎo)、發(fā)展的中長(zhǎng)期計(jì)劃。到 2010年，百萬(wàn)屋頂計(jì)劃將生產(chǎn)相當(dāng)于2-3個(gè)燃煤發(fā)電廠(chǎng)的電力，不僅滿(mǎn)足建筑物自身的 電力需求，而且有的地方已經(jīng)在出售由太陽(yáng)能所產(chǎn)生的電力。最近，美國(guó)科學(xué)家又把尋找新能源的目光投向了浩瀚太空?？茖W(xué)家設(shè)想，通過(guò)向太空發(fā)射帶有能量搜集裝置的衛(wèi)星，裝置在巨型衛(wèi)星上的太陽(yáng)能電池板可以搜集太空能量， 并將其搜集的能量轉(zhuǎn)化為微波傳送回地

13、球，再轉(zhuǎn)化為直流電，從而為人類(lèi)提供“廉價(jià)、 清潔、安全、可靠、可持續(xù)、可增加”的能源。歐美國(guó)家對(duì)太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)和利用走在世界的前列。在太陽(yáng)能的利用過(guò)程中，熱利用技 術(shù)是很重要的一塊內(nèi)容，針對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)初始投資大，回收時(shí)間較長(zhǎng)，尚未制定用 于太陽(yáng)采暖的標(biāo)準(zhǔn)以及一些決策者對(duì)太陽(yáng)能知識(shí)不了解，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還未完全被消 費(fèi)者接受等問(wèn)題，歐洲一些國(guó)家克服障礙，推動(dòng)太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用?，F(xiàn)在歐洲一些國(guó) 家普遍認(rèn)為被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖技術(shù)將成為本世紀(jì)建筑設(shè)計(jì)的趨向，世界上普遍認(rèn)為使用 “熱泵”具有節(jié)約能源、節(jié)約材料、減輕城市空氣污染等優(yōu)勢(shì)，對(duì)建筑供熱是一種很有發(fā)展 前途的熱源設(shè)備。將熱泵與太陽(yáng)能集熱器聯(lián)合運(yùn)行，

14、這樣可以解決冬季太陽(yáng)能供熱中存 在的水溫低、利用時(shí)間短、利用經(jīng)濟(jì)性差等問(wèn)題。德國(guó)建筑學(xué)家設(shè)計(jì)制造成功一種向日葵式的旋轉(zhuǎn)房屋。它裝有如同雷達(dá)一樣的紅外 線(xiàn)跟蹤器，只要天一亮，房屋上的馬達(dá)就開(kāi)始啟動(dòng)，使房屋迎著太陽(yáng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，始終與 太陽(yáng)保持最佳角度，使陽(yáng)光最大限度地照進(jìn)屋內(nèi)。夜間，房屋又在不知不覺(jué)中慢慢復(fù) 位。這種建筑能夠充分利用太陽(yáng)能，保證房屋的日常供熱和用電，又能將光能儲(chǔ)存起 來(lái)，供陰雨天和夜晚使用。1.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在建筑中的技術(shù)應(yīng)用及存在的問(wèn)題太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在建筑中的技術(shù)應(yīng)用目前，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)與建筑物相結(jié)合研究最多的是建筑光伏一體化系統(tǒng)（B IPV），該系統(tǒng)能將太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)

15、組完美的集成于建筑物的墻面或屋頂上，其工作原 理與普通的光伏發(fā)電系統(tǒng)完全相同，唯一區(qū)別是太陽(yáng)能組件既被用作系統(tǒng)發(fā)電機(jī)，又被 用作建筑物外墻材料。用于BIPV系統(tǒng)的光伏構(gòu)件既可以是透明的也可以是半透明 的，這樣光線(xiàn)依然能透過(guò)光伏構(gòu)件進(jìn)入室內(nèi)，不影響室內(nèi)采光。采用BIPV系統(tǒng)，可 就地發(fā)電、就地使用，且具有諸多優(yōu)點(diǎn)：利用太陽(yáng)作為能源發(fā)電可達(dá)到節(jié)能與環(huán)保的要 求；節(jié)省了電網(wǎng)投資和減少了輸送損失；彩色光伏模塊可取代昂貴的外飾材料，不僅具 有裝飾效果而且降低太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)成本；緩解電力需求；作為建筑物外圍護(hù)具備隔音 隔熱的作用；改善室內(nèi)熱環(huán)境，建筑光伏一體化系統(tǒng)成本較高，短時(shí)期內(nèi)在建筑中難以 應(yīng)用，其高

16、額成本主要源自光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)價(jià)格較高，并不存在太多設(shè)計(jì)上的難度。從我國(guó)目前狀況來(lái)看，對(duì)這種太陽(yáng)能利用的方式的研究也應(yīng)保持在小規(guī)模，僅以跟蹤國(guó)際研 究為主。太陽(yáng)能光熱技術(shù)在建筑節(jié)能中應(yīng)用最為廣泛的是太陽(yáng)能熱水及被動(dòng)太陽(yáng)能采暖技術(shù)。為了同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)的需求和城市景觀的要求，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)開(kāi)始向?qū)嵱谩⒚烙^和與建 筑有機(jī)結(jié)合的方向發(fā)展，與建筑的一體化結(jié)合已成為太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)發(fā)展的目標(biāo)和方 向；太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能的光電轉(zhuǎn)化率低下，光和熱被大量的流失掉，而熱T電T熱 的能量二次轉(zhuǎn)化增加了能量在轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)倪^(guò)程中的損失，使得太陽(yáng)能的利用率更為低 下，針對(duì)以上情況，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出太陽(yáng)墻、光伏組件與建筑墻體一體

17、化，集發(fā)電、采 暖、通風(fēng)與建筑護(hù)圍結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合的太陽(yáng)能系統(tǒng)。我國(guó)20世紀(jì)70年代就開(kāi)始研究開(kāi) 發(fā)和示范被動(dòng)太陽(yáng)能采暖建筑，至今已推廣約1 0 0 0萬(wàn)m2（建筑面積）。目前被動(dòng)太 陽(yáng)能房開(kāi)始由群體建筑向住宅小區(qū)發(fā)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在建筑中存在的問(wèn)題1）造價(jià)高2）太陽(yáng)能發(fā)電的成本高3）太陽(yáng)能光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，受天氣影響4）充電控制器遭受雷擊5）管理體制過(guò)于分散、激勵(lì)政策體系不健全、全民教育與理念傳播不夠等都是制約 太陽(yáng)能建筑發(fā)展的相關(guān)因素。6）節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范等因素制約太陽(yáng)能建筑發(fā)展第二章太陽(yáng)能光伏發(fā)電建筑一體化概述2.1光伏建筑定義與原則光伏建筑的定義是一種新的建筑方式隨光伏技術(shù)發(fā)展應(yīng)運(yùn)

18、而生。將太陽(yáng)能發(fā)電（光伏）產(chǎn)品集成或結(jié) 合到建筑物的技術(shù)，在建筑物的外圍結(jié)構(gòu)表面上布設(shè)光伏器件產(chǎn)生電力，從而使建筑物 產(chǎn)生綠色能源，這就是太陽(yáng)能光電建筑。主要是根據(jù)節(jié)能、環(huán)保、安全、美觀和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的總體要求，將太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為建筑的一種體系進(jìn)入建筑領(lǐng)域。光伏建筑的原則建筑本身應(yīng)該具有美學(xué)形式，而光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑的整合使建筑外觀更加具有魅 力。建筑中的光伏組件的使用很好地利用了太陽(yáng)能，極大地節(jié)省了建筑對(duì)能源的使用，而 且還豐富了建筑立面設(shè)計(jì)和立面莢學(xué)，BIPV設(shè)計(jì)應(yīng)以遵守不損害和影響建筑的效果、結(jié) 構(gòu)安全、功能和使用壽命為基本原則，任何對(duì)建筑本身產(chǎn)生損害和不良影響的設(shè)計(jì)都是 不合格的設(shè)計(jì)。2

19、.1.3光伏和建筑的結(jié)合方式】)光伏系統(tǒng)覆蓋在建筑屋頂上，組成光伏發(fā)電系統(tǒng)，叫作bapv( Buildingattachedphotovoltaics)。比如屋頂?shù)墓夥娬?。如：圖2.L3.12)建筑材料與光伏器件相集成，用光伏器件直接代替建筑材料，即光伏建筑一體化，叫作 BIpv(Buildingintegratedphotovoltaics)這樣不僅可開(kāi)發(fā)和應(yīng)用新能。比如將太陽(yáng)光伏電池與玻璃 幕墻、窗戶(hù)玻璃、屋瓦等集成在一起，源，還可與裝飾美化合為一體，達(dá)到節(jié)能環(huán)保效果，是今后的發(fā)展光伏 應(yīng)用發(fā)展的趨勢(shì)。如：圖2.匕3.2S圖圖傳統(tǒng)建筑與現(xiàn)代光伏工程技術(shù)和理念的融合引入建筑整合設(shè)計(jì)方法，發(fā)

20、展太陽(yáng)能與建筑集成技術(shù)。建筑整合設(shè)計(jì)是指將太陽(yáng)能 應(yīng)用技術(shù)納入建筑設(shè)計(jì)全過(guò)程，以達(dá)到建筑設(shè)計(jì)美觀、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的要求。BIPV首先 是一個(gè)建筑，它是建筑師的藝術(shù)品，其成功與否關(guān)鍵一點(diǎn)就是建筑物的外觀效果。建筑 應(yīng)該從設(shè)計(jì)一開(kāi)始，就要將太陽(yáng)能系統(tǒng)包含的所有內(nèi)容作為建筑不可或缺的設(shè)計(jì)元素加 以設(shè)計(jì)，巧妙地將太陽(yáng)能系統(tǒng)的各個(gè)部件融入建筑之中一體設(shè)計(jì)，使太陽(yáng)能系統(tǒng)成為建 筑組成不可分割的一部分，達(dá)到與建筑物的完美結(jié)合。2.2光伏建筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)表2.2太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)分類(lèi)分類(lèi)方式分類(lèi)備注是否介入公共電網(wǎng)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)與公共電網(wǎng)之間應(yīng)設(shè)隔離裝 置獨(dú)立光伏系統(tǒng)按是否有儲(chǔ)能裝置帶有儲(chǔ)能裝置系統(tǒng)不帶有儲(chǔ)能裝置系統(tǒng)按負(fù)

21、荷形式直流系統(tǒng)交流系統(tǒng)交直流混合系統(tǒng)按系統(tǒng)裝機(jī)容量大小小型裝機(jī)系統(tǒng)裝機(jī)容量V 20Kw中型系統(tǒng)20Kw裝機(jī)容量V 100Kw宜設(shè)置獨(dú)立機(jī)房，機(jī)房?jī)?nèi) 應(yīng)設(shè)置配電柜、儀表柜、并 網(wǎng)逆變器、監(jiān)視器以及儲(chǔ)蓄 裝置（限帶有儲(chǔ)蓄裝置系 統(tǒng)）等大型系統(tǒng)裝機(jī)容量100Kw按是否允許通過(guò)上級(jí)變壓器 向主電網(wǎng)饋電逆流光伏系統(tǒng)大型逆流并網(wǎng)光伏系統(tǒng)應(yīng)配 置兩臺(tái)調(diào)度電話(huà)非逆流光伏系統(tǒng)按并網(wǎng)光伏系統(tǒng)在電網(wǎng)中的位置221當(dāng)?shù)貧夂騾?shù)的搜集集中并網(wǎng)系統(tǒng)分散并網(wǎng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之前應(yīng)該收集當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)資料，包括當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能輻射以及溫度變化等。 一般來(lái)說(shuō)，氣象資料無(wú)法做出長(zhǎng)期觀測(cè)，只能根據(jù)以往1020年的平均值作為設(shè)計(jì) 依據(jù)。但是，很

22、少有獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)在太陽(yáng)輻射資料齊全的城市，而偏遠(yuǎn)地區(qū)的 太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)可能與鄰近城市的數(shù)據(jù)資料并不類(lèi)似。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮這一類(lèi)的 偏差因素。另外，從當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)得到的氣象數(shù)據(jù)資料，一般只有水平面得太陽(yáng)輻射量，需要根據(jù)理 論計(jì)算換算出光伏板表面的實(shí)際輻射量。負(fù)載情況分析負(fù)載計(jì)算是獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。通常的辦法是列出負(fù)載 的名稱(chēng)，功率要求額定工作電壓和每天的用電小時(shí)數(shù)。然后將負(fù)載和工作電壓進(jìn)行分 組，計(jì)算每組的總功率要求。再選一天系統(tǒng)的工作電壓，計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)在這一天工作電 壓下所要求的平均安時(shí)數(shù)。在交流負(fù)載為主的系統(tǒng)中直流系統(tǒng)電壓應(yīng)當(dāng)與選的逆變器輸 入電壓相適應(yīng)。

23、一般獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，交流負(fù)載工作電壓為220V，直流負(fù)載電 壓為12V或其倍數(shù)。光伏組件最佳斜角確定光伏版的安裝形式有固定安裝和自動(dòng)跟蹤兩種。對(duì)于固定式光伏系統(tǒng)一旦完成，光 伏板的方位角和傾斜角就無(wú)法改變，而安裝了跟蹤裝置的太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)可以自動(dòng) 跟蹤太陽(yáng)的方位，使光伏板一直朝向太陽(yáng)光，接收最大的太陽(yáng)輻射值。光伏發(fā)電系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)原則應(yīng)根據(jù)新建建筑或既有建筑的使用功能、電網(wǎng)條件、負(fù)荷性質(zhì)和系統(tǒng)運(yùn)行方式等因 素，確定光伏系統(tǒng)為安裝型、建材型或構(gòu)件型。2.3太陽(yáng)能發(fā)電（光伏）的施工及維修2.3.1太陽(yáng)能光伏建筑施工個(gè)流程施工安裝人員必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)選擇即將被使用的實(shí)際光伏板類(lèi)型，

24、并計(jì) 算陣列中模組的數(shù)量。此外電池板的傾斜角，遮擋陰影與通風(fēng)將影響陣列的電氣特性， 改變系統(tǒng)的績(jī)效。因此施工人員可以按以下順序指定和安裝：1）根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇適合的太陽(yáng)能光伏板，然后為光伏陣列選擇適當(dāng)?shù)陌惭b方法與 安裝場(chǎng)所，包括安裝地點(diǎn)占用面積的選擇，建筑體的支撐強(qiáng)度。地面安裝光伏電池板時(shí)應(yīng) 考慮防止雷擊的措施；2）選擇蓄電池的類(lèi)型，及蓄電池組的安裝場(chǎng)所；3）選擇必要的功率調(diào)節(jié)元器件，逆變裝置，接線(xiàn)盒及控制柜的安裝位置；4）指定相關(guān)的安全裝置與開(kāi)關(guān)設(shè)備；5）進(jìn)行電力線(xiàn)路系統(tǒng)配置，指定電纜線(xiàn)尺寸和類(lèi)型；6）準(zhǔn)備完整的零件與工具一覽表，以便訂貨和核實(shí)；光伏電池板的安裝及維護(hù)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏陣列

25、式以不同類(lèi)型，尺寸與形狀出現(xiàn)。安裝過(guò)程中，太陽(yáng)能電 池板的表面應(yīng)該有覆蓋物，從而減小電池板電氣性能的損傷。同時(shí)，電池板的安裝與布線(xiàn) 應(yīng)力求簡(jiǎn)單，個(gè)別電池板的替換應(yīng)該不需要撤銷(xiāo)整個(gè)光伏陣列。1）光伏電池板的安裝及維護(hù)要考慮的問(wèn)題：光伏陣列的安裝位置；光伏陣列的安裝類(lèi)型；支撐結(jié)構(gòu)和地基；光伏陣列的安裝間距；遮擋對(duì)光伏系統(tǒng)的影響。要輕拿輕放太陽(yáng)能電池按，避免碰撞敲擊劃傷電池板，影響其發(fā)電的性能， 以及縮短使用壽命。應(yīng)該定期用清水沖洗，然后用布輕輕的擦干。、太陽(yáng)能電池板組件接線(xiàn)盒要定期檢查，避免風(fēng)化。蓄電池的安裝與維護(hù)放置蓄電池的位置應(yīng)選擇在離太陽(yáng)能電池方陣較近的地方；蓄電池應(yīng)放在通風(fēng)良好， 不受陽(yáng)光

26、直射的地方；不能直接放在潮濕的地面上，要放置在專(zhuān)門(mén)場(chǎng)所避免與金屬物接 觸；各接線(xiàn)夾頭和蓄電池電極必須保持緊密接觸；由熟練技術(shù)人員擔(dān)任指導(dǎo)做好初充電 工程。2.3.4逆變器的安裝1）在安裝時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)：檢查線(xiàn)經(jīng)是否符合要求；檢查各部件及端子在運(yùn)輸中是否 有松動(dòng)；檢查應(yīng)絕緣的地方是否絕緣良好；檢查系統(tǒng)的接地是否符合規(guī)定；應(yīng)該保證周?chē)?內(nèi)沒(méi)有任何其他電力電子設(shè)備的干擾。2）在進(jìn)行維修注意事項(xiàng)：首先斷開(kāi)逆變器與電網(wǎng)的電氣連接，然后斷開(kāi)直流側(cè)電氣 連接；操作前初步目視檢查設(shè)備有無(wú)損壞或其它危險(xiǎn)狀態(tài)；內(nèi)部元件放電完畢方可進(jìn)行 維修工作；避免不必要的電路板接觸；2.3.5 電子線(xiàn)路的安裝首先把電池串的母線(xiàn)接

27、到太陽(yáng)板的母線(xiàn)上，以便最大限度的減小插件的芯數(shù)以及最 大限度的提高電輸出的分辨率，然后把不斷增加的線(xiàn)路連接起來(lái)，朝著負(fù)載的方向線(xiàn)路 的規(guī)模逐漸增大。在布線(xiàn)時(shí)應(yīng)該謹(jǐn)慎小心，不得在銳邊上布線(xiàn)，應(yīng)配備熱伸縮環(huán)，提供 足夠數(shù)量和質(zhì)量的導(dǎo)線(xiàn)的固定點(diǎn)。處于內(nèi)部的導(dǎo)線(xiàn)將要在較高的溫度下工作，因此，采 用的線(xiàn)號(hào)應(yīng)當(dāng)降低使用。2.4太陽(yáng)能發(fā)電（光伏）建筑設(shè)計(jì)一般規(guī)定光伏發(fā)電系統(tǒng)在工業(yè)和民用建筑中發(fā)的規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)建設(shè)地點(diǎn)的地理、氣候及 太陽(yáng)日照資源等條件因素，確定建筑的布局、朝向、間距、群體組合和空間環(huán)境，滿(mǎn)足 光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝的技術(shù)要求。應(yīng)結(jié)合建筑的功能、外觀、安裝場(chǎng)地以及周?chē)h(huán)境條 件，合理選擇光伏組件

28、的類(lèi)型、色澤及安裝位置，不得影響所安裝部位的建筑功能，外 觀應(yīng)與建筑統(tǒng)一協(xié)調(diào)，讓光伏系統(tǒng)成為建筑的有機(jī)組成部分。光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)要密切配合，共同來(lái)確定光伏 系統(tǒng)各組成部分在建筑中的位置；安裝在建筑各部位或直接構(gòu)成建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的光伏組 件，應(yīng)滿(mǎn)足建筑該部位的使用功能、建筑節(jié)能、結(jié)構(gòu)安全及使用功能和電氣安全等要求， 并應(yīng)配置帶電警告標(biāo)識(shí)及電氣安全防護(hù)設(shè)施，以免造成不必要的嚴(yán)重后果。光伏組件的使用期限應(yīng)符合國(guó)家、行業(yè)的有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。規(guī)劃設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行太陽(yáng)能輻射、建筑物、電網(wǎng)等方面的評(píng)估。在建筑物上安裝光伏系統(tǒng)不能降低建筑物本身或者是周?chē)噜徑ㄖ?/p>

29、的日照標(biāo)準(zhǔn)。避免周?chē)h(huán)境景觀、 綠化種植及建筑自身的構(gòu)件的投影遮擋投射到光伏組件上的陽(yáng)光；要盡量避免對(duì)建筑本 身或者是周?chē)ㄖ锶后w的二次輻射光污染。建筑設(shè)計(jì)安裝光伏組件的建筑部位在冬至日全天日照應(yīng)不低于3h；并在安裝光伏組件的部位 采取安全防護(hù)措施；并滿(mǎn)足其所在部位的建筑防水、排水、雨水、隔熱及節(jié)能等功能要求;1）光伏組件在安裝屋頂設(shè)置應(yīng)滿(mǎn)足以下要求應(yīng)保障屋面排水通暢；采用固定式或可調(diào)節(jié)式安裝支架；其支架基座下應(yīng)增設(shè)附加防水層；滿(mǎn)足冬至日上午9:00至下午15:00不遮擋太陽(yáng)光在在光伏組件的投射；周?chē)菝妗z修到及建筑物本身屋面出口和和光伏方陣之間的人行道要曾設(shè) 保護(hù)層，人行道也應(yīng)鋪設(shè)保護(hù)層

30、；2）光伏組件安裝在墻面及窗面上應(yīng)滿(mǎn)足以下要求墻面或窗結(jié)構(gòu)主體上的預(yù)埋件牢固連接錨固，并不應(yīng)影響墻體的保溫構(gòu)造和 節(jié)能效果；光伏組件應(yīng)有適宜的傾斜角度；避免光伏構(gòu)件對(duì)房屋本身的采光系統(tǒng)和日照要求的影響；盡量與墻體或窗的裝飾材料、顏色、分格等協(xié)調(diào)，做到不影響建筑本身的美 觀；不能影響窗面采光、通風(fēng)、節(jié)能等圍護(hù)結(jié)構(gòu)功能要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)光伏系統(tǒng)的類(lèi)型，對(duì)光伏組件的安裝結(jié)構(gòu)、支撐光伏系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu) 構(gòu)件及相關(guān)連接件進(jìn)行相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與工藝和建筑專(zhuān)業(yè)相配合，合理確定 光伏組成部分在建筑中的位置。光伏建筑結(jié)構(gòu)荷載取值應(yīng)符合建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)GB50009 范一2001的規(guī)定。2.4.5 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)特點(diǎn)1）節(jié)能：以太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換提供電能，取之不盡、用之不竭；2）環(huán)保：無(wú)污染、無(wú)噪音、無(wú)輻射；3）品位高：科技產(chǎn)品、綠色能源，使用單位重視科技、環(huán)保，形象檔次提升；4）適用廣：太陽(yáng)能源于自然，所以凡是有日照的地方都可以使用；5）靈活：出入電網(wǎng)靈活，既有利改善電力系統(tǒng)的負(fù)荷平衡，又可降低線(xiàn)路損耗。6）建筑美感：建筑的使用功能與太陽(yáng)能的利用有機(jī)地結(jié)合在一起，形成多功能的建 筑構(gòu)件，巧妙