太陽能光伏技術(shù)概論 課件 第7、8章 太陽能光伏系統(tǒng)的應(yīng)用、太陽能光伏建筑一體化

第一節(jié)太陽能道路照明系統(tǒng)第二節(jié)太陽能路燈系統(tǒng)的施工 第三節(jié)光伏水泵系統(tǒng)第一節(jié)太陽能道路照明系統(tǒng)太陽能道路照明裝置是一種利用太陽能作為能源的照明裝置，因其具有不受市電供電影響，不用開溝埋線或架空電線，不消耗常規(guī)電能，只要陽光充足就可以就地安裝等特點而受到人們的廣泛關(guān)注。太陽能道路照明裝置的主要應(yīng)用是太陽能路燈。其廣泛應(yīng)用于鄉(xiāng)村旅游道路、城鄉(xiāng)結(jié)合公路、偏遠山區(qū)等，尤其適合安裝在交通不便的偏遠山區(qū)和不方便接入市電的地區(qū)，具有廣泛的市場應(yīng)用前景。一、太陽能路燈照明的參考標準太陽能路燈的照明由于系統(tǒng)各方面的限制，不可能按照市電的照明標準來要求，目前可以借鑒的主要是一些地方標準，如北京市的地方標準——《太陽能光伏室外照明裝置技術(shù)規(guī)范》(DB11/T542—2008)，其中對于照明標準方面規(guī)定：鄉(xiāng)村街道、道路維持水平平均照度在3～4?lx，水平照度均勻度為0.1～0.2；燈具的類型采用半截光型燈具等。二、太陽能路燈的設(shè)計1．現(xiàn)場勘查太陽能路燈由于采用太陽能輻射進行發(fā)電，因此對于路燈安裝的具體地點具有特殊要求，并且在安裝前必須對安裝地點進行現(xiàn)場勘查。勘查的內(nèi)容主要有：(1)察看安裝路段道路兩側(cè)(主要是南側(cè)或東、西兩側(cè))是否有樹木、建筑物等遮擋。有樹木或者建筑物遮擋可能影響采光的，要測量其高度以及與安裝地點的距離，計算并確定其是否影響太陽能電池組件的采光。對太陽能光照的一般要求是太陽能光照至少能保證上午9:00至下午3:00之間不能有遮擋物影響采光。(2)觀察太陽能燈具安裝位置上空是否有電纜、電線或其他影響燈具安裝的設(shè)施。注意：嚴禁在高壓線下方安裝太陽能燈具。(3)了解太陽能路燈基礎(chǔ)及電池艙部位地底下是否有電纜、光纜、管道或其他影響施工的設(shè)施，是否有禁止施工的標志等。安裝時應(yīng)盡量避開以上設(shè)施，當確實無法避開時，請與相關(guān)部門聯(lián)系，協(xié)商同意后方可進行施工。(4)避免在低洼處或容易造成積水的地段安裝太陽能路燈。(5)對安裝太陽能路燈地段應(yīng)事先進行現(xiàn)場拍照。(6)測量路段的寬度、長度、遮擋物高度和距離等參數(shù)，記錄路向，并將其和照片等資料一起提供給方案設(shè)計者以供參考。2．安裝布置在安裝布置太陽能路燈時，應(yīng)遵循以下準則：(1)根據(jù)道路的寬度、照明要求來選擇安裝布燈的方式。太陽能路燈布置常用的三種方式如圖7-1所示。(2)燈具的懸臂長度不宜超過安裝高度的1/4，燈具的仰角不宜超過15°。(3)燈具的安裝高度(H)、間距(S)、路寬(W)和布置方式間的關(guān)系如表7-1所示。3．光源的選擇

太陽能路燈光源的選擇原則是選擇適合環(huán)境要求、光效高、壽命長的光源。同時為了提高太陽能發(fā)電的使用效率，盡量選擇直流輸入光源，避免由于引入逆變器而帶來的功率損失(由于小型逆變器的效率比較低，一般低于80%)。常用的光源類型有三基色節(jié)能燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈、LED、陶瓷金鹵燈、無極燈等。下面針對應(yīng)用最多的太陽能燈具光源加以分析比較，表7-2為常見的直流輸入光源特性。在具體選用太陽能路燈光源時可參照道路狀況和客戶要求進行選擇。需要注意的是，各種光源都有一定的功率限制和常用規(guī)格，選擇光源功率時盡量選擇常用光源功率。近年來也出現(xiàn)了一些新型光源，如混光型節(jié)能路燈燈具，將高顯色性、高色溫的金鹵燈和高效光源低壓鈉燈兩種光源系統(tǒng)一體化置于燈具電器倉內(nèi)，不僅使整體光效及顯色性、色溫明顯提高，而且在一定程度上也提高了照明質(zhì)量。4．系統(tǒng)配置的計算太陽能路燈系統(tǒng)配置的計算一般是按照獨立光伏系統(tǒng)的設(shè)計方法進行的，可以采用專用的設(shè)計軟件來進行設(shè)計，近年來使用較多的如加拿大環(huán)境資源部和美國宇航局(NASA)聯(lián)合開發(fā)的RetScreen軟件等。下面介紹太陽能路燈系統(tǒng)配置的簡單估算方法。1)峰值日照時數(shù)的計算峰值日照時數(shù)的計算公式如下：

式中，A為傾斜面的上年輻照總量，單位為MJ/m2。例如：某地的方陣面上的年輻照為6207?MJ/m2，則年峰值日照時數(shù)為6207?÷?3.6?÷?365?=?4.72?h2)系統(tǒng)電壓的確定(1)將太陽能路燈光源的直流輸入電壓作為系統(tǒng)電壓，一般為12?V或24?V。特殊情況下也可以選擇交流負載，但必須增加逆變器才能工作。(2)選擇交流負載時，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量提高系統(tǒng)直流電壓，以減少線損。(3)選擇系統(tǒng)直流輸入電壓時要兼顧控制器、逆變器等器件的選型。3)太陽能板的容量計算對于太陽能路燈，整體系統(tǒng)配置的計算公式如下：式中，P為電池組件的功率，單位為W；光源工作時間的單位為h；峰值日照時數(shù)的單位為h；兩個0.85分別為蓄電池的庫侖效率和電池組件的衰減、方陣組合損失、塵埃遮擋等綜合系數(shù)。例如：光源功率為18?W，每天工作8?h，當?shù)氐哪攴逯等照諘r數(shù)為4?h，則需要的太陽能板功率為在具體選擇太陽能板的功率時，根據(jù)太陽能板的規(guī)格進行選取即可。4)蓄電池容量的計算首先根據(jù)當?shù)氐年幱晏烨闆r來確定選用的蓄電池類型和蓄電池的存貯天數(shù)，一般北方選擇的存貯天數(shù)為3～5天，西部少雨地區(qū)可以選用2天，南方的多雨地區(qū)存貯天數(shù)可以適當增加。蓄電池的容量計算公式如下：蓄電池容量?=?負載功率?×?日工作時間?×?(存貯天數(shù)?+?1)?÷?放電深度?÷?系統(tǒng)電壓式中，蓄電池容量的單位為Ah；負載功率的單位為W；日工作時間的單位為h；存貯天數(shù)的單位為d；放電深度一般取0.7左右；系統(tǒng)電壓的單位為V。例如：光源功率為?18?W，每天工作?8?h，蓄電池存貯天數(shù)為?3?d，系統(tǒng)電壓為12?V，則需要的蓄電池容量為然后再根據(jù)系統(tǒng)電壓和容量的要求來選配蓄電池。以上計算沒有考慮溫度的影響，若蓄電池的最低工作溫度低于-20℃，則應(yīng)對蓄電池的放電深度加以修正。具體修正系數(shù)可咨詢蓄電池生產(chǎn)廠家。5)平均照度的計算在對道路進行照明設(shè)計時，對照度、亮度及均勻度的計算是必不可少的，一般情況下可以采用道路照明設(shè)計軟件或照明計算表進行計算，也可以根據(jù)燈具的配光曲線進行簡單的計算。下面給出常用道路的平均照度計算公式，讀者可以以此公式進行照度計算，或者根據(jù)照度來計算路燈的間距及光源功率等參數(shù)。式中，F(xiàn)為光源的總光通量(lm)；U為利用系數(shù)(由燈具利用系數(shù)曲線查出)；K為維護系數(shù)；W為道路寬度(m)；S為路燈安裝間距(m)；N為與排列方式有關(guān)的數(shù)值(當路燈采用單側(cè)排列或交錯排列時，N=1；當路燈采用相對矩形排列時，N=2)。6)燈桿的設(shè)計太陽能路燈常用的是鋼質(zhì)錐形燈桿，其特點是美觀、堅固、耐用，且便于做成各種造型，加工工藝簡單、機械強度高。常用錐形燈桿的截面形狀有圓形、六邊形、八邊形等，錐度多為1∶90和1∶100，壁厚可根據(jù)燈桿的受力情況一般選取3～5mm。由于太陽能路燈工作的環(huán)境是室外，為了防止燈桿生銹腐蝕而降低結(jié)構(gòu)強度，必須對燈桿進行防腐蝕處理。防腐蝕處理的方法主要是針對銹蝕原因來采取預(yù)防措施。防腐蝕主要是要避免或減緩潮濕、高溫、氧化、氯化物等因素的影響。常用的方法如下：(1)熱鍍鋅：將經(jīng)過前處理的制件浸入熔融的鋅液中，在其表面形成鋅和鋅鐵合金鍍層的工藝過程和方法，鋅層厚度在65～90?m。鍍鋅件的鋅層應(yīng)均勻、光滑，無毛刺、滴瘤和多余結(jié)塊，鋅層應(yīng)與鋼桿結(jié)合牢固，鋅層不剝離，不凸起。(2)噴塑處理：熱鍍鋅后再進行噴塑處理，噴塑粉末應(yīng)選用室外專用粉末，涂層不得有剝落、龜裂現(xiàn)象。噴塑處理不僅可以提高鋼桿的防腐性能，且能大大提高燈桿的美觀裝飾性，顏色也有多種選擇。此外，由于太陽能燈桿內(nèi)安裝有控制器等電氣件(有的蓄電池也安裝在燈桿內(nèi))，設(shè)計太陽能燈桿除了要滿足強度和造型方面的要求外，還必須注意燈桿的防水性能和防盜性能，防止雨水進入燈桿內(nèi)造成電氣故障；避免采用常規(guī)的工具就能打開維護門(如使用內(nèi)六角螺栓、鉗子等)，防止人為進行破壞或盜竊。5．太陽能路燈設(shè)計中的特殊情況1)集中供電太陽能路燈針對部分有遮擋地段需要安裝太陽能路燈的情況，可以對燈具采用集中供電的方式，即將所有太陽能燈具需要的太陽能電池板集中安裝到一個不影響采光的支架上，然后由系統(tǒng)對各個路燈進行供電。參見圖7-2。2)市電切換太陽能路燈在政府機關(guān)大院安裝的太陽能路燈，由于周圍有樓房遮擋，但路燈的安裝位置已經(jīng)確定，同時院內(nèi)對于路燈的開啟時間不能有差異，必須實現(xiàn)同時開關(guān)，獨立太陽能路燈顯然不能滿足系統(tǒng)的要求，而且路燈不能出現(xiàn)陰雨天不能點亮的情況。針對這種情況，可以采用太陽能市電互補系統(tǒng)?+?集中供電的方式，將系統(tǒng)所需要的太陽能電池板集中安裝在樓頂，并對整個路燈系統(tǒng)實現(xiàn)集中控制，實現(xiàn)同時點亮，當太陽能供電不足時，可以采用市電進行補充。參見圖7-3。第二節(jié)太陽能路燈系統(tǒng)的施工一、太陽能路燈的地基施工太陽能路燈在進行地基施工時，應(yīng)做到：(1)在施工前，應(yīng)預(yù)備好制作太陽能路燈地基所需的工具，選用具有施工經(jīng)驗的施工人員。(2)嚴格依照太陽能路燈地基圖選用合適的水泥，土壤酸堿度較高的地方必須選用耐酸堿的特殊水泥；細沙及石子中不得混有泥土等影響混凝土強度的雜質(zhì)。(3)嚴格按照太陽能路燈地基圖尺寸(由施工人員確定施工尺寸)沿道路走向開挖地坑。(4)地坑開挖完畢后應(yīng)放置1～2天，察看是否有地下水滲出。若有地下水滲出，則應(yīng)立刻停止施工。(5)地基中放置蓄電池艙的槽底必須添加5?×??80的排水孔，或依據(jù)圖紙要求添加排水孔。(6)地基中埋置地籠的上表面處必須確保水平(采用水平儀進行測量、檢測)，地籠中的地腳螺栓必須與地基上表面垂直(采用角尺進行測量、檢測)。(7)在施工前，穿線管兩端必須封堵，避免在施工過程中或施工后異物進入或堵塞線管，而導(dǎo)致安裝時穿線困難或無法穿線。(8)地基四周土壤必須夯實。(9)太陽能路燈地基制作完畢后需養(yǎng)護2～7天(依據(jù)天氣情況確定)，經(jīng)驗收合格后方可進行太陽能路燈的安裝。二、太陽能路燈的組裝組裝太陽能路燈所需的工具及設(shè)備：萬用表、內(nèi)六角扳手、平口螺絲刀、十字螺絲刀、尖嘴鉗、絕緣膠布、防水膠帶、活扳手及指南針等。太陽能路燈在組裝時，應(yīng)做到：(1)選擇一個安全、接近安裝地點的場所進行太陽能路燈的組裝。(2)拆除包裝并依照配置清單清點零部件、配件，檢查其在運輸過程中是否有劃傷、變形等損壞現(xiàn)象。(3)燈桿組件及易磨損配件(例如太陽能電池組件、燈頭等)在放置時必須墊有柔軟的墊物，以免在安裝過程中造成劃傷等不必要的損壞。(4)參照太陽能路燈總裝圖組裝太陽能路燈。①組裝燈桿組件(上燈桿組件和下燈桿組件、燈臂組件、太陽電池組件固定結(jié)構(gòu))。a．把上、下燈桿組件和太陽能電池組件角鋼固定框及燈臂組件等拆裝完畢后逐一檢查，確定無劃傷、掉漆后方可組裝。b．依照太陽能路燈結(jié)構(gòu)總裝圖連接太陽能電池板角鋼固定框與上燈桿組件。在緊固螺栓時，要確保各個螺栓受力均勻。部分太陽能路燈在連接上燈桿與太陽電池組件角鋼固定框時需穿護套線，在穿線時要注意保護護套線不受損壞。c．上、下燈桿組件的連接。將上燈桿組件下端口中的護套線取出并捋順，把纏在下燈桿上的細鐵絲松開并捋順。上燈桿組件下端口處的護套線端固定于下燈桿上端口的細鐵絲上，于下燈桿組件下端慢慢抽動細鐵絲，同時起吊上燈桿組件于合適位置。當上燈桿組件下端距下燈桿組件上端約100?mm時(此時穿于下燈桿組件中的護套線應(yīng)處于輕輕受力狀態(tài))，采用尼龍扎帶扎緊下燈桿上端口的護套線，并再采用尼龍扎帶將扎緊的護套線固定于下燈桿組件上端口處的掛鉤上。然后將上燈桿組件插入下燈桿組件中至合適位置，均勻緊固下燈桿組件上的螺栓，直至達到要求。最后斷開細鐵絲與護套線的連接。注意：組裝完畢后必須保證太陽能電池組件固定框朝向安裝地點的南面。②將燈桿中裸露的護套線與燈臂組件中細鐵絲的下端連接并用絕緣膠布包裹，慢慢抽動燈臂組件上端的鐵絲直至護套線穿出，斷開細鐵絲與護套線的連接。使用螺栓將上燈桿組件固定在下燈桿組件上，在固定過程中注意避免護套線被壓住。緊固螺栓是為了確保各螺栓的受力均勻，緊固完畢后使用螺紋鎖固膠進行鎖固。③打開控制器艙門，將下燈桿中的護套線從艙門中引出并捋順。(5)安裝太陽能電池組件。①太陽能電池組件的接線。a．打開太陽能電池組件包裝箱，檢查太陽能電池組件是否有損壞。b．把太陽能電池組件護板放置于角鋼框中，然后將太陽能電池組件放置于護板上。在安放太陽能電池組件時，接線盒均處于高處，當太陽能電池組件橫放時，接線盒應(yīng)向距燈桿組件近的方向靠攏。c．根據(jù)路燈的系統(tǒng)電壓和太陽能電池組件的電壓，將太陽能電池組件線接好。如路燈的系統(tǒng)電壓為24?V，太陽電池組件的電壓為17?V或18?V，就應(yīng)將太陽電池組件進行串聯(lián)，串聯(lián)的方法是第一塊組件的正極(或負極)和第二塊組件的負極(或正極)連接；若太陽能電池組件的電壓為34?V，就應(yīng)將太陽能電池組件進行并聯(lián)，并聯(lián)的方法是第一塊組件的正、負極和第二塊組件的正、負極對應(yīng)連接。接線時將太陽能電池組件接線盒用小一字螺絲刀打開，把太陽能電池組件電源線用小一字螺絲刀壓接到接線盒的接線端子上，要求紅線接正極，藍線接負極，線接好后將接線盒出線端的防水螺母緊固，并將接線盒內(nèi)的接線端子處涂7091密封硅膠，涂膠量以使接線盒內(nèi)進線孔處被完全密封為準，然后扣緊接線盒盒蓋，不可扣反。d．用萬用表檢測太陽能電池組件連線(接控制器端)是否短路，同時檢測太陽能電池組件輸出電壓是否符合系統(tǒng)要求。在晴好天氣下其開路電壓應(yīng)大于18?V(系統(tǒng)電壓為12?V)或34?V(系統(tǒng)電壓為24?V)。在安裝前和測試后太陽能電池組件電源線應(yīng)接控制器端的正極，用絕緣膠布將外露的線芯包好，絕緣膠布至少須包兩層。注意：太陽能電池組件在安裝過程中要輕拿輕放，避免工具等器具對其造成損壞。②太陽電池組件的固定：太陽能電池組件和電池組件支架用M6?×?20的螺栓、M6的螺母、M6墊圈進行緊固。安裝時，應(yīng)將螺栓由外向里安裝，然后套上墊圈并用螺母緊固。緊固時，要求螺栓連接處連接牢固，無松動。(6)燈具的安裝(內(nèi)安裝有燈光源)：①先打開燈具，用M10或M8的內(nèi)六角扳手將螺栓松開，然后把燈頭插到燈桿里，調(diào)整好燈頭方向，再將螺栓緊固。②光源線正、負極分別對應(yīng)連接。當光源為無極燈時，對于單燈頭雙光源燈具，一路與燈頭尾部的接線端子連接，要求紅色線接正極，藍色線接負極；另一路與鎮(zhèn)流器連接，要求紅色線接L端子，藍色線接N端子。對于單燈頭單光源燈具，光源線與燈頭尾部的接線端子連接，要求紅色線接正極，藍色線接負極。當光源為節(jié)能燈時，光源線應(yīng)與燈頭尾部的接線端子連接，要求紅色線接正極，藍色線接負極，最后將燈頭蓋好。對于單燈頭雙光源燈具，應(yīng)根據(jù)光源的工作時間進行接線。三、太陽能路燈的安裝安裝太陽能路燈所需的工具及設(shè)備：萬用表、大扳手、細鐵絲、尼龍扎帶、鐵锨、起吊繩(材料為軟帶；若為鋼絲繩時，鋼絲繩上必須包裹布帶或在起吊燈具時墊有柔軟物體，避免損壞燈體)、吊車、升降車等。1．蓄電池的安裝要求(1)清除太陽能路燈地基中放置蓄電池艙的水泥槽里的泥土等雜物，確保排水孔無異物堵塞。(2)察看蓄電池艙有無損壞，同時檢測蓄電池電壓是否正常，若出現(xiàn)異常，則判斷為不合格品，應(yīng)禁止安裝。用絕緣膠布包裹護套線兩極。(3)將蓄電池艙拆裝，然后在連接軟管上套上兩個雙鋼絲式環(huán)箍，將蓄電池線穿過地籠的預(yù)制管，在預(yù)制管上均勻涂一層密封硅膠，再將連接軟管的另一端插到預(yù)制管的根部，用一字螺絲刀將雙鋼絲式環(huán)箍上的螺栓緊固。(4)清除地基中放置蓋板處的泥土、細沙等雜質(zhì)。(5)起吊蓋板，將其安放在地基中且放置平穩(wěn)。在放置蓋板時，避免地基四周的泥沙掉入地基中。(6)采用瀝青與細沙混合物(瀝青∶細沙?=?1∶3)覆蓋蓋板及蓋板四周4?cm。(7)填蓋黏土或三合土。填蓋黏土或三合土?xí)r，每填蓋10?cm，須夯結(jié)實，直至高出地面10?cm為止。2．太陽能路燈豎燈(1)燈桿的安裝。①將起吊繩穿在燈桿的合適位置。②緩慢起吊燈具，注意避免吊車鋼絲繩劃損太陽能電池組件。③在起吊過程中，當太陽能路燈完全離開地面或完全脫離承載物時，至少應(yīng)有兩位安裝人員使用大扳手夾緊法蘭盤，阻止燈具在起吊過程中因底部擺動而造成燈具上端與吊車吊繩摩擦，損壞噴塑層乃至更多處。④當燈具起吊到地基正上方時，緩慢下放燈具，同時旋轉(zhuǎn)燈桿，并調(diào)整燈頭，使之正對路面。注意：法蘭盤上長孔應(yīng)對準地腳螺栓。⑤法蘭盤落在地基上后，依次套上平墊30(或平墊24)、彈墊30(或彈墊24)及M30(或M24)的螺母，并用水平尺調(diào)節(jié)燈桿的垂直度。如果燈桿與地面不垂直，可在燈桿法蘭盤下墊上墊片，使其與地面垂直，然后用扳手把螺母均勻擰緊，擰緊前應(yīng)涂抹螺紋鎖固膠。對于M24的螺栓(8.8級)，旋緊扭矩為650.6?N·m；對于M30的螺栓(8.8級)，旋緊扭矩為1292.5?N·m。⑥撤掉起吊繩。⑦檢查太陽能電池組件是否面對南面，否則須進行調(diào)整。調(diào)整太陽能電池組件方向的方法：采用必要裝置先將安裝人員(1～2名)送至適當高度，然后安裝人員使用扳手逐一松動緊定上燈桿組件的螺栓，以指南針為依據(jù)，扭轉(zhuǎn)上燈桿組件至合適位置，最后再逐一擰緊上燈桿組件的緊定螺栓，須確保各螺栓受力均勻。(2)接線。①摘掉艙門，捋順燈桿內(nèi)的護套線，并察看在安裝過程中是否損壞護套線。若損壞，則應(yīng)采取相應(yīng)的補救措施，必要時要重新穿線，并重新安裝燈具。②安裝控制器。接線時要注意“正”、“負”極性，要求紅線接正極，藍線接負極。接線前應(yīng)先將蓄電池電源線和組件電源線的絕緣膠布拆除并清理干凈，用剝線鉗將組件電源線、光源線、蓄電池線和控制器上各電源線均剝?nèi)?30?mm?±?2?mm)塑銅線皮，用絕緣膠布將控制器上紅色的光源線包裹兩層，然后再按以下順序進行接線：a．先將蓄電池電源線和控制器上的蓄電池線擰接在一起，擰線時先把兩根線芯搭在一起，然后分別把兩根線芯擰緊，并用絕緣膠布和防水膠布包好。b．指示燈延時10?s后亮，表示輸出正常，同時控制器左上角的四個LED可以顯示當前蓄電池的剩余電量。每個LED代表25%的蓄電池電量。若控制器左上角的四個LED都不亮，則應(yīng)用萬用表檢查保險絲是否損壞，檢查時可用萬用表的二極管擋進行測試，將兩表筆分別與保險絲兩端相接。若蜂鳴器響，則表明保險絲沒損壞；若蜂鳴器不響，同時萬用表顯示“1”，則表明保險絲損壞，此時應(yīng)更換保險。若保險絲沒損壞，則說明是控制器損壞。若控制器左上角的四個LED亮而綠色指示燈不亮，則應(yīng)檢查蓄電池電壓；若蓄電池電壓高于12.3?V，而負載無輸出電壓，則說明控制器損壞。若蓄電池電壓低于12.3?V，則表明蓄電池電壓偏低，控制器無法正常啟動，再將太陽電池組件電源線和控制器上的組件連接線線芯直接擰接在一起(控制器是雙路太陽能輸入的，應(yīng)優(yōu)先連接第一路)，擰線時首先把兩根線芯搭在一起，然后分別把線芯擰緊并用絕緣膠布和防水膠布包好，絕緣膠布和防水膠布各應(yīng)包兩層并用力纏緊。在包防水膠布時，防水膠布應(yīng)至少拉至原長的2倍，此時控制器左上角的四個LED呈動態(tài)循環(huán)，相繼點亮表示正在進行充電，10?s后綠色指示燈滅，電充滿后LED將停止循環(huán)閃爍并全部點亮。c．將光源線的絕緣膠布拆除并清理干凈，將光源電源線和控制器上負載連接線的線芯直接擰接在一起(不帶逆變器時)。擰線時首先把兩根線芯搭在一起，然后分別把線芯擰緊并用絕緣膠布和防水膠布包好，絕緣膠布和防水膠布各應(yīng)包兩層并用力纏緊。在包防水膠布時，防水膠布應(yīng)至少拉至原長的2倍。如果需要安裝逆變器，應(yīng)先接逆變器的輸出端，再接逆變器的輸入端。控制器各電源線安裝完畢后將各電源線整理好后用200?mm尼龍扎帶扎好并掛在燈桿內(nèi)的小勾上，把控制器放在防水盒內(nèi)，將防水盒放在艙門上方的擋板上，用兩個M6?×?20的螺栓將擋板固定好再安裝電器艙門，并將其鎖牢。③安裝艙門，采用三角鎖緊固艙門。(3)清理現(xiàn)場，保證環(huán)境整潔；清點工具，確定無遺漏。(4)注意事項：①安裝電池組件時要輕拿輕放，嚴禁將組件短路或摔擲組件。②電源線與接線盒處、燈桿和組件的穿線處須用硅膠密封，電池組件連接線需在支架處固定牢固，以防電源線因長期下垂或拉拽而導(dǎo)致接線端松動乃至脫落。③安裝燈頭和光源時要輕拿輕放，確保透光罩清潔、無劃痕，嚴禁翻滾和摔擲。④搬動蓄電池時不要觸動電池端子和控制閥，嚴禁將蓄電池短路或翻滾、摔擲。⑤接線時注意正、負極，嚴禁接反；接線端子壓接要牢固，無松動，同時應(yīng)注意連接順序，嚴禁使線路短路。⑥不要同時觸摸太陽能電池組件和蓄電池的“+”、“-”極，以防觸電危險。⑦逆變器輸出的是高壓電源，觸摸有生命危險！

⑧在安裝過程中應(yīng)避免將燈體劃傷。⑨燈頭、燈臂、上燈桿組件、太陽能電池組件等物件各螺栓連接處應(yīng)連接牢固，無松動。⑩安裝太陽能電池組件時必須加護板。

?燈桿鍍鋅孔處用硅膠密封，注意美觀。第三節(jié)光伏水泵系統(tǒng)一、光伏水泵系統(tǒng)特性概述光伏水泵系統(tǒng)亦稱太陽能光電水泵系統(tǒng)，其基本原理是利用太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，然后驅(qū)動各類電動機帶動水泵從深井、江、河、湖、塘等水源提水。它具有無噪聲、全自動(日出而作，日落而停)、高可靠性、供水量與蒸發(fā)量適配性好(“天大旱，它大干”)等許多優(yōu)點。聯(lián)合國國際開發(fā)署(UNDP)、世界銀行(WB)、亞太經(jīng)社會(ESCAP)等國際組織部先后充分肯定了它的先進性與合理性，目前在這些國際組織的支持下，全世界已有數(shù)萬臺不同規(guī)格的光伏水泵在不同地區(qū)和國家運行，特別是在亞、非、拉及中東等發(fā)展中國家，已為許多貧困地區(qū)的人民帶來了相當可觀的經(jīng)濟效益，加速了這些地區(qū)的脫貧步伐。由于光伏水泵系統(tǒng)從技術(shù)上說是一個比較典型的“光、機、電一體化”系統(tǒng)，它涉及太陽能的采集、變換及電力電子、電機、水機、計算機控制等多個學(xué)科的最新技術(shù)，因此已被許多國家列為優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)和進一步發(fā)展的方向，中東、非洲有不少國家更是期望太陽能水泵及省水微灌、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)等新技術(shù)在地下水資源比較充裕的干旱地區(qū)把家園改造為綠洲。光伏水泵與柴油機水泵相比具有良好的經(jīng)濟性。世界銀行在盛產(chǎn)石油的中東地區(qū)(如阿聯(lián)酋、約旦等國)作出了具有明確結(jié)論的經(jīng)濟性比較，就其每立方米的水價而言，光伏水泵的水價與柴油機水泵水價持平的系統(tǒng)功率約在40?kW，由于近幾年太陽能電池及其他電子控制器件的降價，兩者水價持平的功率在75?kW左右。如果太陽能電池的價格下降至3美元/Wp，兩者水價持平的功率在150～200?kW左右。德國西門子公司基于近年在世界各地安裝、試驗、銷售各種規(guī)格光伏水泵經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，得出的結(jié)論是：柴油機水泵初期投資低是其優(yōu)點，但隨著運行年數(shù)的增加，其運行維護費用將不斷增加，每立方米水的成本將因此而逐年增長。光伏水泵的初期投資偏大是其缺點，但此后由于它的運行費用低和少維護或免維護等特點，其水的成本上升很緩慢，十年以后，柴油機水泵的水成本將是光伏水泵水成本的兩倍還多，兩者的盈虧平衡點約在三年左右。印度在現(xiàn)有4000臺光伏水泵的基礎(chǔ)上，政府給予一定補貼，計劃再推廣安裝50000臺套光伏水泵系統(tǒng)，每個系統(tǒng)的容量在1～5?kW之間。二、光伏水泵系統(tǒng)的基本構(gòu)成光伏水泵系統(tǒng)大致由光伏陣列、控制器、電機和水泵四部分組成。1．光伏陣列光伏陣列由眾多的太陽能電池串、并聯(lián)構(gòu)成，其作用是直接把太陽能轉(zhuǎn)換為直流形式的電能。目前用于光伏水泵系統(tǒng)的太陽能電池多為硅太陽能電池，其中包括單晶硅、多晶硅及非晶硅太陽能電池。太陽能電池的伏安特性曲線如圖7-4所示，其具有非線性。在圖7-4中，曲線上的大圓黑點表示在相應(yīng)日射下，太陽能電池輸出的最大功率就是它的額定功率。輸出最大功率的位置稱之為最大功率點。光伏陣列的伏安特性曲線具有和單體太陽能電池同樣的形狀，若忽略單體太陽能電池生產(chǎn)過程中的差異、組件相互之間的連接電阻，則太陽能電池組件具有理想的一致性。光伏陣列的伏安特性曲線可以看做僅是單體太陽能電池伏安特性曲線按串、并聯(lián)方式放大其坐標的比例尺而形成的。2．控制器光伏陣列的輸出特性曲線與太陽輻照度、環(huán)境溫度以及陰、晴、雨、霧等氣象條件有密切關(guān)系，其輸出隨日照而變化的是直流電量。作為光伏陣列負載的光伏水泵，它的驅(qū)動電機可以是直流電機，也可以是交流電機，甚至還可以是其他新型電機，它們同樣都具有非線性性質(zhì)。在這種情況下，要使光伏水泵系統(tǒng)工作在比較理想的工況，而且在任何日照下都能發(fā)揮光伏陣列輸出功率的最大潛力，這就需要有一個適配器，使電動負載之間能達到和諧、高效、穩(wěn)定的工作狀態(tài)。1)最大功率點跟蹤器(MPPT)由光伏陣列伏安特性可知，光伏陣列在不同太陽輻照度下輸出最大功率點位置并不固定，而且當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，相應(yīng)于同一輻照度的最大功率點位置也是變化的。為了實現(xiàn)最大功率，通常采用點跟蹤器以獲取當前日照下最多的能量。2)變頻逆變器光伏陣列通過最大功率點跟蹤器以后的輸出是直流電壓，如果水泵所用驅(qū)動電機是直流電動機，可以在二者電壓值相適配的情況下直接連接，電動機將帶動水泵旋轉(zhuǎn)揚水，例如美國Solarjack公司早年的安靜產(chǎn)品就是這樣。由于直流電動機的造價一般較高，且需要定期維護或更換其電刷。近年來，隨著新型調(diào)速控制理論及功率電子器件、技術(shù)的進步，使交流調(diào)速技術(shù)有了長足的發(fā)展，其效率已逐步趕上直流電動機，其使用的方便性和牢固性遠遠超過直流電動機，因此有刷直流電動機的驅(qū)動方式漸呈被淘汰之勢，而取而代之的主要是高效率的三相異步電動機及直流無刷電動機，也偶有采用永磁同步電動機或磁阻電動機的。后幾種電動機的驅(qū)動都要靠專用的變頻裝置或相應(yīng)的電力電子驅(qū)動電路來實現(xiàn)。3．電機和水泵光伏水泵系統(tǒng)的作用是為了能穩(wěn)定、可靠地多出水，或者說最后都要落實在電機、水泵的工作上，它們往往構(gòu)成一個總成件，這個總成件要求有高可靠性及高效率。對于光伏水泵系統(tǒng)而言，電機和水泵的搭配并不像常見的電機和水泵搭配那樣“隨便”，由于電機的功率等級，電壓等級在很大程度上受到太陽能電池陣列的電壓等級和功率等級的制約，因此對水泵揚程、流量的要求被反映到電機上時，往往必須在兼顧陣列結(jié)構(gòu)的條件下專門進行設(shè)計。出于不同用戶的不同要求，光伏水泵系統(tǒng)使用的驅(qū)動電機有不同電壓等級的傳統(tǒng)直流電動機、直流無刷永磁電動機、三相異步電動機、永磁同步電動機、磁阻電動機等多種型式。從目前的使用情況來看，以三相異步電動機及直流無刷永磁電動機為最多，大功率系統(tǒng)仍以采用高效三相異步電動機為主。在進行電機設(shè)計時要充分考慮到光伏水泵系統(tǒng)的具體運行條件，主要是變頻運行、負載率早晚變化較大等情形。在這種情況下，要力爭使電動機全日、全年的總平均效率為最高。光伏水泵系統(tǒng)中水泵的選擇與設(shè)計也有其特點，根據(jù)用戶對流量、揚程的不同要求，以及從其經(jīng)濟性、可靠性等方面來考慮，大致可按以下原則選擇泵型：(1)要求流量小、揚程高的用戶宜選用容積式水泵。(2)要求流量較大，且揚程也較高的用戶宜選用潛水式水泵。(3)需要流量較大，但揚程卻較低的用戶一般宜采用自吸式水泵。第一節(jié)BIPV基礎(chǔ)知識第二節(jié)BIPV行業(yè)發(fā)展概述第三節(jié)國內(nèi)BIPV典型工程第一節(jié)BIPV基礎(chǔ)知識一、BIPV的概念光伏建筑一體化(BIPV)指在建筑外圍護結(jié)構(gòu)的表面安裝光伏組件提供電力，同時作為建筑結(jié)構(gòu)的功能部分，取代部分傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)，如屋頂板、瓦、窗戶、建筑立面、遮雨棚等，也可以做成光伏多功能建筑組件，以實現(xiàn)更多的功能，如光伏光熱系統(tǒng)、與照明結(jié)合、與建筑遮陽結(jié)合等形式。如圖8-1所示。二、BIPV系統(tǒng)原理BIPV系統(tǒng)有獨立發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)電兩種形式。獨立發(fā)電系統(tǒng)是指光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能僅供自己使用；并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是指光伏系統(tǒng)與公共電網(wǎng)相連，光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能除自己使用外，還可向公共電網(wǎng)輸出。獨立發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)電發(fā)電系統(tǒng)的原理如圖8-2所示。三、BIPV的實現(xiàn)形式從目前來看，光伏與建筑的結(jié)合有兩種方式：一種是建筑與光伏系統(tǒng)相結(jié)合；另外一種是建筑與光伏組件相結(jié)合。(1)建筑與光伏系統(tǒng)相結(jié)合，即把封裝好的光伏組件(平板或曲面板)安裝在居民住宅或建筑物的屋頂上，再與逆變器、蓄電池組、控制器、負載等裝置相聯(lián)。光伏系統(tǒng)還可以通過一定的裝置與公共電網(wǎng)聯(lián)接。(2)建筑與光伏組件相結(jié)合，即將光伏器件與建筑材料集成化。一般的建筑物外圍護表面采用涂料、裝飾瓷磚或幕墻玻璃等材料，目的是為了保護和裝飾建筑物，如果采用光伏組件代替部分建材，即采用光伏組件來做建筑物的屋頂、外墻和窗戶，這樣使光伏組件既可用作建材也可用以發(fā)電。目前大多采用第一種方式，但這不屬于真正意義上的BIPV，BIPV構(gòu)件既是光伏構(gòu)件也是建筑部件，可以完全替代傳統(tǒng)建材，這樣既可用做建材又可以發(fā)電，這才是光伏和建筑的完美融合。從光伏組件與建筑的集成來講，主要有光伏幕墻、光伏采光頂、光伏遮陽板等八種形式，如表8-1所示。BIPV產(chǎn)品目前分為晶體硅BIPV構(gòu)件和非晶硅薄膜BIPV構(gòu)件，晶體硅轉(zhuǎn)換效率高，但其產(chǎn)品透光性差，顏色難以滿足建筑對美觀方面的要求；非晶硅目前轉(zhuǎn)換效率低于晶體硅，但透光性好，顏色更接近建筑的要求，同時成本低，尺寸大，適合大規(guī)?；a(chǎn)，是未來光伏建筑一體化的發(fā)展方向。四、BIPV的關(guān)鍵技術(shù)BIPV的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾方面內(nèi)容：(1)與景觀、建筑結(jié)合的并網(wǎng)光伏電站的設(shè)計和建設(shè)。(2)光伏電站主要設(shè)備光伏組件、控制逆變器等產(chǎn)品的選用。(3)??100?kVA以下的系列化與用戶側(cè)低壓電網(wǎng)并聯(lián)運行的并網(wǎng)控制逆變器的研制以及其在光伏電站中的實際應(yīng)用。(4)光伏陣列與建筑集成的優(yōu)化設(shè)計。(5)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑物的一體化設(shè)計。(6)光伏陣列在建筑物屋頂上的安裝結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)計、線路設(shè)計與配線、防雷保護以及光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)等技術(shù)。BIPV應(yīng)當在建筑設(shè)計之初就開始考慮，除了考慮BIPV的建筑特性，還要考慮發(fā)電量的影響因素。研究BIPV技術(shù)的任一領(lǐng)域，都要解決四個核心問題：光伏電池的安裝位置、遮擋因素、通風(fēng)設(shè)計、空調(diào)系統(tǒng)的綜合設(shè)計。五、BIPV的優(yōu)點與應(yīng)用領(lǐng)域1．BIPV的優(yōu)點從建筑、技術(shù)和經(jīng)濟角度來看，光伏建筑一體化有以下諸多優(yōu)點：(1)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)光伏陣列一般安裝在閑置的屋頂或墻面上，無需額外用地或增建其他設(shè)施，適用于人口密集的地方。這對于土地昂貴的城市建筑來說尤其重要。(2)可在原地發(fā)電和原地用電，在一定距離范圍內(nèi)可以節(jié)省電站送電網(wǎng)的投資。對于聯(lián)網(wǎng)用戶系統(tǒng)，光伏陣列所發(fā)電力既可供給本建筑物負載使用，也可送入電網(wǎng)。在陰雨天、夜晚或光強很小時，可智能切換到由電網(wǎng)供電。由于有光伏陣列和公共電網(wǎng)共同給負載供應(yīng)電力，增加了供電的可靠性。(3)夏季，處于日照時，由于大量制冷設(shè)備的使用，形成電網(wǎng)用電高峰，而這時也是光伏陣列發(fā)電最多的時候。BIPV系統(tǒng)除保證自身建筑用電外，還可以向電網(wǎng)供電，從而緩解高峰用電的需求。(4)由于光伏陣列安裝在屋頂和墻壁等外圍護結(jié)構(gòu)上，其可以吸收太陽能并轉(zhuǎn)化為電能，大大降低了室外綜合溫度，減少了墻體得熱和室內(nèi)空調(diào)冷負荷，既節(jié)省了能源，又利于保證室內(nèi)的空氣質(zhì)量。(5)避免了由于使用一般化石燃料發(fā)電所導(dǎo)致的空氣污染和廢渣污染，這對于環(huán)保要求嚴格的今天與未來更為重要。(6)由于光伏電池組件化，光伏陣列安裝起來很簡便，而且可以任意選擇發(fā)電容量。(7)在建筑圍護結(jié)構(gòu)上安裝光伏陣列，可以促進PV(透光性光伏組件)部件的大規(guī)模生產(chǎn)，從而能夠進一步降低PV部件的市場價格，這對于BIPV系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用有著極大的推動作用。(8)大尺度新型彩色光伏模塊的誕生，不僅節(jié)約了昂貴的外裝飾材料(玻璃幕墻等)，且使建筑物外觀更有魅力。2．BIPV的應(yīng)用領(lǐng)域目前BIPV主要應(yīng)用于大樓帷幕墻或外墻，大樓、停車場的遮陽棚，大樓天井，斜頂式屋頂建筑之屋瓦，大型建筑物屋頂/隔音墻等場合，也可應(yīng)用于個人住宅、商業(yè)大樓、學(xué)校、醫(yī)院樓、機場、地鐵站站臺、公交車站以及大型工廠車間等處。如圖8-3所示。第二節(jié)BIPV行業(yè)發(fā)展概述一、BIPV行業(yè)發(fā)展的有利因素1．能源危機和環(huán)境保護由于化石能源的有限性和過度開發(fā)，近年來能源危機已迫在眉睫，并且在其消耗過程中帶來的環(huán)境污染也越來越嚴重。近年來，國際社會紛紛采取措施應(yīng)對全球氣候變暖問題，2005年2月16日，《京都協(xié)議書》生效，成為國際上推動新能源發(fā)展的主要契機，將各個國家發(fā)展新能源的規(guī)劃推進到一個新的階段。未來能源發(fā)展的方向?qū)⑹且蕴柲転榇淼目稍偕茉?，在眾多可再生能源中，太陽能無疑是最巨大且最清潔的能源，光伏發(fā)電是解決能源與環(huán)境問題的有效途徑。2．產(chǎn)業(yè)政策世界各國的政策扶持為太陽能光伏行業(yè)的未來發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。2004年，德國新修訂的《可再生能源法》正式實施，以實際措施扶持太陽能發(fā)電，2005年2月，《京都議定書》的生效再次推動可再生能源的利用。在中國國內(nèi)，2005年2月28日，第十屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十四次會議審議通過了《中華人民共和國可再生能源法》，該法自2006年1月1日起施行。2007年6月，國務(wù)院審議通過了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，提出當今和今后一段時間要加快太陽能、風(fēng)能、生物發(fā)電的開發(fā)利用，提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重。為了應(yīng)對光伏“雙反”和建設(shè)扶持國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)，2012—2013年度中國政府發(fā)布的太陽能光伏政策措施如下：(1)?2012年我國出臺的一些光伏相關(guān)政策：1月：財政部、科技部、國家能源局《關(guān)于做好2012年金太陽示范工作的通知》。2月：工信部《太陽能光伏產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》。3月：科技部《太陽能發(fā)電科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》。5月：國家能源局《關(guān)于申報新能源示范城市和產(chǎn)業(yè)園區(qū)的通知》。6月：國家能源局《關(guān)于鼓勵和引導(dǎo)民間資本進一步擴大能源領(lǐng)域投資的實施意見》。7月：國家發(fā)改委《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》；國家能源局《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》；國務(wù)院《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》。8月：財政部、住建部《關(guān)于完善可再生能源建筑應(yīng)用政策及調(diào)整資金分配管理方式的通知》。9月：國家能源局《關(guān)于申報分布式光伏發(fā)電規(guī)?；瘧?yīng)用示范區(qū)的通知》。10月：國家電網(wǎng)《關(guān)于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)工作的意見(暫行)》；國家電網(wǎng)《關(guān)于促進分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)管理工作的意見(暫行)》；國家電網(wǎng)《分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定(暫行)》；國家能源局綜合司《關(guān)于編制無電地區(qū)電力建設(shè)光伏獨立供電工程實施方案有關(guān)要求的通知》。11月：財政部辦公廳、科技部辦公廳、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳、國家能源局綜合司發(fā)出《關(guān)于組織申報金太陽和光電建筑應(yīng)用示范項目的通知》；國家發(fā)改委、國家電監(jiān)會《關(guān)于可再生能源電價補貼和配額交易方案的通知》；國家能源局《可再生能源發(fā)電工程質(zhì)量監(jiān)督體系方案》。(2)?2013年發(fā)布的光伏相關(guān)政策措施：3月1日：國家電網(wǎng)《關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》。6月16日：國家能源局《分布式光伏發(fā)電示范區(qū)工作方案》。7月15日：國務(wù)院《關(guān)于促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》。7月18日：國家發(fā)改委《分布式發(fā)電管理暫行辦法》。7月24日：財政部《關(guān)于分布式光伏發(fā)電實行按照電量補貼政策等有關(guān)問題的通知》。8月9日：國家能源局《關(guān)于開展分布式光伏發(fā)電應(yīng)用示范區(qū)建設(shè)的通知》。8月26日：國家發(fā)改委《關(guān)于發(fā)揮價格杠桿作用促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》。8月30日：國家發(fā)改委《關(guān)于調(diào)整可再生能源電價附加標準與環(huán)保電價的有關(guān)事項的通知》。8月22日：國家能源局、國家開發(fā)銀行《關(guān)于支持分布式光伏發(fā)電金融服務(wù)的意見》。9月24日：國家能源局《光伏電站項目管理暫行辦法》。9月29日：國家財政部《關(guān)于光伏發(fā)電增值稅政策的通知》。9月：工信部《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件》。10月11日：工信部《光伏制造行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法》。10月29日：國家能源局《關(guān)于征求2013、2014年光伏發(fā)電建設(shè)規(guī)模的函》。11月18日：國家能源局《關(guān)于印發(fā)分布式光伏發(fā)電項目管理暫行辦法的通知》。11月19日：財政部《關(guān)于對分布式光伏發(fā)電自發(fā)自用電量免征政府性基金有關(guān)問題的通知》。以上的政策為提升和振奮中國的光伏產(chǎn)業(yè)起著非常重要的作用。3．技術(shù)進步自從20世紀50年代出現(xiàn)太陽能電池以來，太陽能產(chǎn)業(yè)經(jīng)過了幾次跳躍式的發(fā)展過程。進入21世紀以后，環(huán)境污染、能源危機、可持續(xù)發(fā)展等問題促使人們開始認真對待太陽能。最近幾年，世界各著名大學(xué)和研究機構(gòu)紛紛進入太陽能技術(shù)研究領(lǐng)域，使其先進技術(shù)不斷向各大產(chǎn)業(yè)擴散。到2013年12月，世界上對太陽能電池研究的最新技術(shù)略述如下。(1)夏普公司將聚光時化合物多接合型太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率提高至全球最高的43.5%。(2)美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校(UniversityofCalifornia,Berkeley)教授EliYablonovitch與美國AltaDevices公司組成的開發(fā)團隊，開發(fā)出了轉(zhuǎn)換效率為28.3%的單耦合型薄膜GaAs太陽能電池。(3)東京大學(xué)納米量子信息電子研究機構(gòu)的負責(zé)人兼生產(chǎn)技術(shù)研究所教授荒川泰彥以及該機構(gòu)特聘副教授田邊克明，與夏普公司共同開發(fā)出了單元轉(zhuǎn)換效率在非聚光時達到18.7％、雙倍聚光時達到19.4%的量子點型太陽能電池。(4)三洋電機采用98?m厚的薄型Si單元的HIT(HeterojunctionwithIntrinsicThinLayer)太陽能電池，實現(xiàn)了23.7%的轉(zhuǎn)換效率。(5)德國肖特太陽能(SCHOTTSolar)宣布，該公司的多晶硅太陽能電池模塊轉(zhuǎn)換效率達到了全球最高的18.2%。隨著技術(shù)進步和規(guī)?；潭鹊奶岣撸柲馨l(fā)電成本呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。二、BIPV行業(yè)發(fā)展的不利因素1．發(fā)電成本較高盡管國家和行業(yè)主管部門已經(jīng)出臺了一系列法規(guī)、標準，如《可再生能源法》、《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》、《不同地區(qū)的節(jié)能設(shè)計標準》等，除觀念、技術(shù)等制約因素外，就市場本身而言，BIPV工程成本較高是一大障礙。盡管光伏組件與建筑相結(jié)合可以降低一些建筑能耗，但是與常規(guī)能源相比，光電建筑所發(fā)的電由于造價昂貴(光電幕墻現(xiàn)在近10?000元/平方米)，相當于光伏發(fā)電上網(wǎng)電價4～5元/千瓦時，如此高的價格，無論是全民分攤還是國家補貼，大面積推廣使用太陽能都有很大的阻力和困難，投資回收期太長(20年以上)，導(dǎo)致投資者難于接受，故目前國內(nèi)的BIPV應(yīng)用多在一些政府補貼的示范項目上，市場容量有限。2．人才缺乏由于BIPV產(chǎn)業(yè)涉及光學(xué)、電磁學(xué)、機械、建筑等多種學(xué)科，對產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計、工程施工安裝人員的專業(yè)素質(zhì)要求都較高，因此專業(yè)人才的缺乏是制約BIPV產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”之一。三、BIPV行業(yè)的市場前景2012年7月國家能源局在《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中提出，到2015年底，我國太陽能發(fā)電裝機容量將達到2100萬千瓦以上，這意味著未來3年我國光伏發(fā)電裝機容量有望擴大6倍以上。并明確指出發(fā)展的重點是光伏大型電站、太陽能分布式光伏電站、建筑一體化及并網(wǎng)電站。目前國家正在進行太陽能建筑一體化和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的智能化電網(wǎng)的改造和分布式電站并網(wǎng)示范，我國的建筑眾多，如果建筑構(gòu)造充分考慮環(huán)境能源技術(shù)，并運用既環(huán)保又能發(fā)電的BIPV組件，將會有力促進BIPV在我國的發(fā)展。借鑒歐洲、日本、美國等國家的經(jīng)驗，在建筑主體的設(shè)計前階段，將太陽能的利用與建筑設(shè)計融合于一體的做法是值得肯定和期待的模式。太陽能建筑一體化和并網(wǎng)發(fā)電最終會成為我國光伏應(yīng)用的主要形式，我國未來在光伏建筑一體化(BIPV)領(lǐng)域的發(fā)展空間巨大。目前，我國建設(shè)部明確指出，新建筑全面推行50%的新能源節(jié)能設(shè)計標準。在國家“十一五”期間，我國節(jié)能建筑總面積已經(jīng)累計超過21.6億平方米，其中建設(shè)了16億平方米，改造了5.6億平方米。我國現(xiàn)有400億平方米的建筑中，130多億平方米要進行節(jié)能改造。要實現(xiàn)這一目標，必然要采用包括太陽能照明、太陽能建筑一體化系統(tǒng)(太陽能瓦、玻璃幕墻等)等節(jié)能技術(shù)和設(shè)備?！短柲馨l(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》還提出，將結(jié)合電力體制改革和電價機制改革，完善太陽能發(fā)電的政策體系和發(fā)展機制，建立有利于分布式可再生能源發(fā)電發(fā)展的市場競爭機制和電力運行管理機制，為太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好的體制、機制環(huán)境。在國家政策的大力激勵下，BIPV市場發(fā)展前景十分廣闊。第三節(jié)國內(nèi)BIPV典型工程一、我國最早光伏與建筑結(jié)合的BIPV系統(tǒng)2003年，北京科諾偉業(yè)科技有限公司開辟了我國BIPV應(yīng)用的先例，首先研制開發(fā)了北京大興天普大廈50?kWp的BIPV示范系統(tǒng)(圖8-4)，這是我國最早真正意義上的光伏與建筑相結(jié)合的系統(tǒng)。這一系統(tǒng)采用了各種不同的光伏電池，對各種材質(zhì)、各種設(shè)計參數(shù)分別進行了考核，其中包括單晶硅和多晶硅光伏電池組件、非晶硅多結(jié)薄膜光伏電池組件、硒銦銅(CIS)薄膜光伏電池組件等。該項目的成功建設(shè)為以后更大規(guī)模的光伏建筑一體化的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。二、我國最早兆瓦級光伏建筑并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在“十五”期間，中國科學(xué)院電工研究所承擔(dān)了國家“863”項目與建筑結(jié)合的兆瓦級并網(wǎng)光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究課題。在此基礎(chǔ)上，由深圳市政府投資，中國科學(xué)院電工研究所北京科諾偉業(yè)科技有限公司研制建設(shè)了深圳國際園林花卉博覽園1?MWp并網(wǎng)光伏電站(圖8-5)，電站容量為1?MW，于2004年8月并網(wǎng)發(fā)電。這是中國最早建成的最大光伏與建筑并網(wǎng)系統(tǒng)，這是一個低壓用戶端并網(wǎng)系統(tǒng)，安裝在四個建筑的屋頂和一個山坡上