吳博

江蘇友科新能源集成科技有限公司 江蘇江陰 214413

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源消耗也在不斷的增大，在能源緊缺的背景下，對可再生能源的需求越來越大。建筑耗能是我國三大“耗能大戶”之一，如何促進(jìn)建筑節(jié)能發(fā)展是當(dāng)前需要重點(diǎn)考慮的問題。太陽能就是一種可再生能源，在任何太陽存在的地方都可以使用太陽能。而光伏建筑一體化就是利用太陽能發(fā)電，與建筑物結(jié)合為建筑物提供用電。該技術(shù)不占用昂貴的城市土地面積，只需要消耗可再生太陽能，具有低碳環(huán)保的重要意義，同時也是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的重要方法之一。想要促進(jìn)光伏建筑一體化得到更好的應(yīng)用與發(fā)展，就必須對光伏建筑一體化的特點(diǎn)和設(shè)計有所了解，以下就是對光伏建筑一體化作出的詳細(xì)探討。

1 光伏建筑一體化概述

光伏建筑一體化是應(yīng)用太陽能發(fā)電的一種新概念，其是指將太陽能發(fā)電產(chǎn)品與建筑相結(jié)合的一項(xiàng)技術(shù)。簡單來說，光伏建筑一體化技術(shù)就是將太陽能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面來為建筑提供電力[1]。根據(jù)光伏方陣與建筑結(jié)合方式的不同，可以將光伏建筑一體化分為兩類，即光伏方陣與建筑的集成、光伏方陣與建筑的結(jié)合。光伏建筑一體化不占用額外的地面空間，所以該技術(shù)在建筑領(lǐng)域中有著十分廣泛的應(yīng)用，并且備受關(guān)注。近年來，在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，我國能源消耗、環(huán)境破壞問題也日益嚴(yán)重，如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展是人們高度關(guān)注的問題。而光伏建筑一體化的應(yīng)用對促進(jìn)建筑節(jié)能的發(fā)展就具有重要的意義。

2 光伏建筑一體化特點(diǎn)分析

光伏建筑一體化之所以能夠得到廣泛的應(yīng)用，就是因?yàn)槠渚哂兄T多特點(diǎn)和優(yōu)勢。首先，光伏建筑一體化具有綠色能源的特點(diǎn)，光伏建筑一體化中所產(chǎn)生的能源為太陽能，而太陽能屬于可再生能源，及綠色能源，應(yīng)用太陽能進(jìn)行發(fā)電，即不會增加能源消耗，也不會污染環(huán)境，因此，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的目的。太陽能是最清潔的能源，只要有太陽的地方就可以產(chǎn)生太陽能，并且是免費(fèi)的[2]。太陽能在開發(fā)利用過程中不會產(chǎn)生污染、副作用等。所以正是因?yàn)楣夥ㄖ惑w化能源的特點(diǎn)，使得該項(xiàng)技術(shù)在建筑節(jié)能發(fā)展中占據(jù)了重要的位置。其次，光伏建筑一體化具有不占用土地的特點(diǎn)。光伏陣列一般安裝在閑置的屋頂，不需要占用額外的土地，而對于土地昂貴的城市而言，這就具有尤為重要的意義。再次，光伏建筑一體化具有電網(wǎng)調(diào)峰作用。夏季是電網(wǎng)高峰期，而這時也是光伏陣列發(fā)電應(yīng)用的最多的時候，光伏建筑一體化可以為建筑提供用電，同時還可以向電網(wǎng)供電，從而達(dá)到電網(wǎng)高峰期緩解作用。最后，光伏建筑一體化具有建筑節(jié)能作用。光伏陣列吸收太陽能轉(zhuǎn)化為電能，這樣一來在很大程度上降低室外溫度，減少建筑墻體得熱，進(jìn)而起到建筑節(jié)能減排的作用。

3 光伏建筑一體化設(shè)計思考

3.1 建筑設(shè)計

光伏建筑一體化設(shè)計中，建筑設(shè)計是尤為重要的組成部分，為了提高光伏建筑一體化的應(yīng)用質(zhì)量和效率，必須對建筑物的實(shí)際特點(diǎn)和實(shí)際需求做好分析，比如要了解建筑物的地理氣候條件、太陽能資源等情況，進(jìn)而結(jié)合實(shí)際進(jìn)行光伏建筑一體化設(shè)計。在建筑設(shè)計過程中，還要考慮到建筑物外裝飾的協(xié)調(diào)性，光伏組件的應(yīng)用給建筑設(shè)計帶來的一定的挑戰(zhàn)，對此就需要充分將光伏組件與建筑設(shè)計進(jìn)行結(jié)合、融合，光伏建筑一體化與整體建筑統(tǒng)一、協(xié)調(diào)。光伏建筑一體化應(yīng)用中，光伏組件的吸熱會對建筑熱環(huán)境產(chǎn)生改變，對此，就需要在建筑設(shè)計過程中充分考慮這一因素，結(jié)合光伏組件的實(shí)際特點(diǎn)對建筑設(shè)計進(jìn)行協(xié)調(diào)和創(chuàng)新，保證建筑設(shè)計與光伏組件的完美結(jié)合。

3.2 光伏系統(tǒng)設(shè)計

光伏建筑一體化光伏系統(tǒng)設(shè)計中包含光伏方陣設(shè)計、光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計、光伏組件設(shè)計，只有保證著三部分的設(shè)計質(zhì)量，才能夠保證光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。就光伏方陣設(shè)計而言，在于建筑結(jié)合時，必須要考慮到建筑的立面效果以及和整體建筑的協(xié)調(diào)性。同時還要考慮朝向與傾角因素，保證滿足受光需求[3]。就光伏組件設(shè)計而言，要合理選擇電池片型號，并結(jié)合板塊大小、功率要求等進(jìn)行布置。就光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計而言，要根據(jù)實(shí)際要求確定控制器、蓄電池、逆變器等型號。

3.3 構(gòu)造設(shè)計

光伏建筑一體化是一項(xiàng)新型的建筑節(jié)能技術(shù)，在應(yīng)用過程中要對技術(shù)設(shè)計做好研究和探索工作，比如要考慮到光伏組件與建筑結(jié)合過程中結(jié)構(gòu)安全性與構(gòu)造的設(shè)計問題。就光伏組件本身而言，比如一些高層建筑屋頂?shù)娘L(fēng)荷載較大，普通的光伏組合強(qiáng)度難以滿足需求，對此，就需要考慮到結(jié)構(gòu)安全的因素，選擇強(qiáng)度較高的組件，以此來保證電池片的正常工作，避免受到各種因素的干擾。另外，在組件安裝固定過程中，也需要對連接件固定點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)計算，保證組件結(jié)構(gòu)安全性。就構(gòu)造設(shè)計而言，必須要與建筑相結(jié)合，考慮到建筑的特點(diǎn)和實(shí)際需求進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計，保證構(gòu)造設(shè)計的合理性、科學(xué)性。

4 結(jié)語

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，光伏建筑一體化的應(yīng)用也越來越廣泛，尤其在當(dāng)下建筑節(jié)能發(fā)展背景下，光伏建筑一體化已經(jīng)成為了21世紀(jì)重要的新興產(chǎn)業(yè)，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。為了促進(jìn)我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)得到更好的發(fā)展，我國也應(yīng)該加強(qiáng)對新能源產(chǎn)業(yè)的支持，適時出臺有效的引導(dǎo)政策和激勵措施，促進(jìn)光伏建筑一體化為我國建筑節(jié)能和環(huán)保事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。