光伏技术应用于新型幕墙技术新突破

上世纪90年代以来，随着常规发电方式成本的上升和人们对环境保护的日益重视，“建筑物产源”和“户用并网光伏系统”是光伏业界追求的目标。此后，一些专家对观光幕墙与光伏并网系统如何有机结合，提出一些解决的方案，旨在共同提高光伏组件在幕墙BIPV（光伏建筑一体化）中的应用技术。
    光伏建筑一体化这一名词最早起源于外国，其在太阳能的利用技术方面，有着深厚的历史技术底蕴，尤其突出体现于光伏建筑一体化普遍用于幕墙建筑结构，如德国较为有名气的某幕墙公司，已经将双玻璃组合的光伏模组直接安装于幕墙的外围护结构，有许多建筑外型给人一种耳目一新的感觉。他们采用的这种做法，既能够保证建筑物幕墙的安全性能，又能够对太阳能源加以利用，是一种绿色能源建筑。

    我国生产的光伏组件占世界较大的份额，国内也有一些光伏电站的示例，但真正能够与国外所提出的光伏建筑一体化相符的示范工程，却是少之又少。这其中有两方面原因。其一，光伏组件及光伏系统的生产公司缺少在幕墙建筑设计方面的技术，对幕墙的安装要求也知之甚少。其二，作为幕墙公司，他们对光伏发电的应用概念较为模糊，也没有做更深层次的研究。正因为这两种原因，国内未有较好的示例工程，可供业界同行共享。

    光伏建筑一体化在设计时，通常将建筑物所在地的经纬度，结合当地气象公布情况，寻找日照发电最佳角度。一般太阳能光伏系统的方阵采用正南方安装，其太阳能年采集能量最高。光伏幕墙在设计时，还须考虑风压、抗震，风荷载所处的标高以及密封性能的问题，选择合适的安装角度和方向，光伏幕墙采光顶是最佳的安装结构形式。

    光伏建筑一体化在应用中，也应考虑阴雨天对室内侧光线的影响。可以将组件的透光率设计在10%~50%不等，通过组件中晶体硅电池片的排列间隔，达到合适的透光率。一些场合也可用非晶硅加工成建筑组件，这需要考虑组件的安全性能是否达到建筑幕墙部位的设计要求而定。光伏采光顶采用横隐竖明的结构形式，更便于屋面的排水。由于光伏幕墙是特殊建筑中一种表达形式，有必要考虑通风降温的实际问题。设计时，将外装饰与幕墙结构协调结合，使光伏建筑一体化更富有生机，更能体现现代建筑的环保绿色设计理念。

    光伏幕墙本身具有符合幕墙的建筑规范，又能够利用太阳能将太阳光转换成直流电能，通过逆变器变换成交流电源，或通过控制器整流稳压成直流电能。其发电系统有独立电网系统和并网系统以及带蓄能的独立电网系统等形式，合理设计配置于光伏建筑一体化中。由于蓄电池的使用寿命和维护的问题，往往并网系统应用于光伏幕墙更具优势，并网系统的建造价格比带蓄能的独立电网系统要低，而且并网系统的年发电量比独立电网系统要多。带蓄能的独立电网系统具有应急发电功能。这是两者的优缺点。

    在进行系统设计时，考虑到安全、密封性能便于维修的实际情况，将双玻璃光伏组件设计成隐框安装型式，是较好的一种组合形式。将组件的引出线从组件边缘面通过定制的引线盒引出正、负两极并配置快速接驳插头。组件的串、并联电缆从隐框结构幕墙骨架的铝型材的外侧面或上下侧面的槽走线并汇总到各个单元的接线汇流盒，配套旁路二极管和防反充二极管，最后各个汇流盒汇总到直流柜完成直流电的输人。连接完毕后有扣板盖住并边缘打密封胶达到隐蔽安装的目的。这样既保证了组件连接密封性达到相应的防水要求，又不影响幕墙屋顶视觉外观，这是一种比较完善的组合结构。

    太阳能是我国分布最广的可再生能源资源，可以利用边远土地资源，还可以利用大量的屋顶和墙面资源，有效地增加能源供。应光伏发电不消耗化石能源资源和水资源，不产生污染，也没有温室气体排放，既适合分散使用，也可以集中建设大型光伏发电站，为未来经济发展前景的可再生能源打下基础。

    充分利用好国家的各种优惠政策，加快光伏新型幕墙的发展，符合我国节能减排的社会责任要求。