CIS薄膜电池在大型光伏一体化建筑上的应用
图１建筑中央采光顶光伏系统室内图
Ｆｉｇ．１Ｖｉｅｗｆｒｏｍｂｅｌｏｗｏｆｔｈｉｓｐｒｏｊｅｃｔ
建筑节能
2008年第10期(总第36卷第212期)
No.10in 2008(Total No.212，Vol.36)
ＣＩＳ薄膜电池在大型建筑光伏一体化上的应用
李相林
（深圳市瑞华建筑股份有限公司，深圳
５１８０４０）
摘要：作为最具潜力的第三代太阳能电池，ＣＩＳ（ＣＩＧＳ）薄膜电池受到国内外的广泛关注，但目前缺乏深入的应用研究。针对一个大型建
筑光伏一体化工程，讨论了应用ＣＩＳ薄膜电池的若干重要问题，包括电池板构件设计、安装方式、系统设计方法、监测及防雷设计等。
关键词：薄膜电池；
ＣＩＳ（ＣＩＧＳ）；建筑光伏一体化
中图分类号：ＴＵ２０１．５文献标志码：Ａ
文章编号：１６７３－７２３７（２００８）１０－００４６－０３
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣＩＳＴｈｉｎＦｉｌｍＳｏｌａｒＣｅｌｌｓｉｎｔｈｅＢＩＰＶＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＬａｒｇｅＣｏｍｍｅｒｃｉａｌＰｒｏｊｅｃｔ
LI Xiang-lin
（ＳｈｅｎｚｈｅｎＲｕｉｈｕａＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：More attention has been paid to the development of CIS (CIGS )based on solar cells ，which is the most promising solar cells in the tertiary generation.Some key issues relating to the large commercial project of building integrated photovoltaics (BIPV)were discussed,in －cluding the structure of CIS solar cells,the way of installation,system design,monitoring and the design of lighting arrester.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：thin film solar cells;CIS (CIGS);BIPV
０引言
太阳能的广泛应用，是实现全球清洁能源可持续供给的有效途径之一。光伏发电与建筑物集成化（ＢＩＰＶ），已成为国内外广泛认同的太阳能利用的重要方式。
太阳能电池，是光伏发电系统的主要组成部件。为了得到低成本、性能良好的薄膜电池，铜铟硒（ＣｕＩｎＳｅ２，简称ＣＩＳ）薄膜电池，在国外得到迅速发展。在我国，对ＣＩＳ薄膜电池的研究，在近年来，也得到密切关注。但是，对大规模应用ＣＩＳ薄膜电池的ＢＩＰＶ，深入的应用报导很少见。本文在分析ＣＩＳ薄膜电池的基础上，结合某大型工程，开展有关重要的应用研究。
１ＣＩＳ薄膜电池性能简介
ＣＩＳ薄膜电池，是多元化合物半导体中最有代表性的光伏器件。由于它具有高的转换效率、低的制造成本以及性能稳定而成为国际光伏界研究的热点之一，可能成为下一代的商品化薄膜太阳电池，具有如下显著的特点：（１）吸收层薄膜是一种直接带隙材料，光吸收率高达１０５量级，最适于太阳电池薄膜化，电池厚度可以做到２￣３μｍ，降低了昂贵的材料消耗。（２）铜铟硒薄膜的禁带宽度为１．０４ｅＶ，这就为太阳电池最佳带隙的优化提供了新的途径。（３）抗辐射能力强，用作空间电源具有很强的竞争力。（４）制造成本低，年产１．５ＭＷ，其成本是晶体硅太阳电池的１／３￣１／２，能量偿
还时间在１年之内，远远低于晶体硅太阳电池。（５）电
池性能稳定，电池效率衰减小。（６）转换效率高。有数据显示转换效率为１７．７％（４０ｍｍ２面积），是薄膜太阳电池的世界纪录。
２
大规模应用ＣＩＳ薄膜电池的ＢＩＰＶ
２．１
光伏系统概况
在该建筑的中央采光顶的两侧，每侧分布了３排
光电玻璃板块，光伏方阵朝向为北偏西４５°，光伏方阵的倾角为７°，中央高度为４０．００ｍ（以水平地面为基准），电池板分布在采光顶的中空玻璃中，保证了采光顶的装饰外形。电池板采用的铜铟硒光电池芯片，电池板数量为３２４６块，保证了建筑的光伏发电、保温、隔声、采光、遮阳、美观为一体的建筑要求，由此构成ＢＩＰＶ光伏屋面。如图１。
２．２光伏系统建筑构造
２．２．１光伏建筑一体化的电池板构件设计
电池板构件包含电池芯片、超白玻璃、夹胶
收稿日期：２００８－０８－１６；修回日期：２００８－０８－２１
■新能源与环境
NEW ENERGY &ENVIRONMENT
４６
图８本工程光伏系统简图
Ｆｉｇ．８ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｔｈｉｓＢＩＰＶｓｙｓｔｅｍ
ＬＯＷ－Ｅ玻璃、空气层、接线盒、引出导线、玻璃边框等组成，玻璃构件从室外往内依次为：８ｍｍ超白玻＋光电池板芯片＋３０Ａ空气层＋８ＬＯＷ－Ｅ玻
璃＋１．５２ＰＶＢ＋８ｍｍ（夹胶玻璃），
玻璃全部为钢化安全玻璃，保证构件的安全性，电池芯片间采用密封拼接，每块构件的２块或３块电池芯片采用串联形式，采用对插连接的方式，避免了电池板在合片时对电池芯片的损坏，能保证连接的可靠性。如图２，３。
２．２．２光电玻璃板块安装方式
在中央采光顶的两侧，安装方式采用压块式的安装方式，即保证了建筑的外观效果，又保证了采光顶的安全及使用功能，如图４，５。
２．３太阳能光伏系统设计
２．３．１基本参数环境温度：太阳能电池板－３０℃￣８５℃；所处经纬度：东
经１１°５２＇￣１１７°３２＇，
北纬３９°２３＇￣４１°０５＇；日照时间：年２２００ｈ左右；
年总辐照量：
４９００ＭＪ／ｍ２；环境最大风速：
１３０ｋｍ／ｈ；安装条件：建筑屋面一体化；基本风压：W ０＝０．５０ｋＮ／ｍ２。２．３．２光伏系统分类
本工程的光伏系统为不可逆流无储能的并网光伏发电系统。光伏系统原理方框图，见图６。本工程太阳能光伏发电系统的整体结构图如下图７所示。
电池板按位置分为３０个子系统电池板方阵，每
个子系统均由太阳能光伏方阵、汇线盒、直流配电柜、
逆变器、交流配电柜及若干动力电缆构成；分别布置在地下的配电室内，采用多点并网，系统总安装功率为２４３．４５ｋＷｐ。如图８。
图２光电玻璃板块图
Ｆｉｇ．２ＤｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＣＩＳｍｏｄｕｌｅ
图３电池板连线图
Ｆｉｇ．３ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎｏｆＣＩＳｍｏｄｕｌｅ
图４玻璃板块安装节点详图Ｆｉｇ．４ＴｈｅｗａｙｏｆＣＩＳｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ
图５光电玻璃板块分布剖面图Ｆｉｇ．５ＴｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＣＩＳｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍ图６
光伏系统原理方框图
Ｆｉｇ．６ＴｈｅｇｒｉｄｃｏｎｎｅｃｔｅｄＢＩＰＶｓｙｓｔｅｍ
图７光伏发电系统的整体结构图
Ｆｉｇ．７Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｉｓｓｏｌａｒｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ
４７
图９汇线盒接线图
Ｆｉｇ．９Ｄｉａｇｒａｍｏｆｗｉｒｉｎｇｆｏｒｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｊｕｎｃｔｉｏｎｓ
２．３．３光伏系统配置说明
（１）光电池板：本系统采用铜铟硒薄膜太阳电池，本工程使用的是进口铜铟镓硒太阳电池组件，其性能参数如表１。
本工程的光伏系统是光伏建筑一体化设计，电池板是放在采光顶的中空玻璃之中，电池板上面的玻璃为超白玻璃，超白玻璃是一种低铁、高透玻璃，超白玻璃的光学参数对光伏发电的影响较大，南站选用了８ｍｍ厚的超级白玻璃，性能参数如表２。
（２）汇线盒：使用光伏方阵汇线盒共３０个，即每个
光伏子系统配置１个；汇线盒内置ＵＫ３５的接线端
子、
分组隔板及直流断路器等相关附件。每一个独立连接都配有１个直流熔断器。如果其中一串发生故障，这使得工程人员很容易检测到哪一串发生故障并能够追踪原因，减少了很多不必要的麻烦。汇线盒接线图如图９。
（３）直流配电柜：柜子内主要由断路器和防雷器组成。
（４）逆变器：采用由德进口太阳能光伏并网逆变器，即每个子系统配置１台的光伏并网逆变器。
（５）交流配电柜：柜子内主要由断路器、测量计量表及防雷器等附件组成。
（６）动力电缆线：采用低烟无卤交联聚乙烯绝缘乙
烯护套耐火电力电缆。
太阳能光伏发电系统采用的电缆线包括组件间的串并联连接线，组件到汇线盒的连接线，汇线盒到防雷装置的连接线，防雷装置到配电室的逆变器的连接线，以上连接线均为直流连接线。适当的电缆尺径选取基于２个因素：电流强度与电路电压损失，计算公式为：线损＝电流×电路总线长×线缆电压因子。本工程线损因子选为２％。２．３．４监测系统设计
光伏系统的监测系统主要工程是对光伏发电系统进行实时监测，能有效地反映光伏发电系统运行情况；整个ＢＩＰＶ光伏系统的监测系统主要由国外公司生产的ＳｕｎｎｙＷｅｂＢｏｘ、逆变器，传感器、ＰＣ、显示屏、通信电缆等组成。２．３．５防雷设计
本系统防雷分为防直击雷、防感应雷。（１）防直击雷设计：本系统屋面太阳能光伏屋面得金属支架及其他金属构件均应与屋面避雷带或防雷引下线可靠连接。
（２）防感应雷设计：为防止感应雷给系统设备造成损坏，本设计拟在以下处安装防雷保护装置：
①地下一层直流配电柜：为保护逆变器不受直流系统引入的感应雷破坏，在直流配电柜内安装直流防雷器。
②地下一层交流配电柜：为保护逆变器不受市电引入感应雷破坏，在交流配电柜内安装防雷器。
３结语
应用ＣＩＳ薄膜电池的光伏建筑一体化的电池板构件设计、光电玻璃板块安装方式、光伏系统的设计
方法、
关键配置的选择、监控系统等设计等，这些应用研究的结论，对推动大型先进薄膜电池ＢＩＰＶ系统的发展很有意义。
参考文献
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作者简介：李相林（１９７３），男，工程师，主要从事光伏发电与建筑一体化系统研发工作（ｌｉｘｌｉｎ２００８＠１６３．ｃｏｍ）。
尺寸／ｍｍ１２００×６００
表１系统采用铜铟硒薄膜太阳电池性能
Ｔａｂｌｅ１ＭａｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆｔｈｅＣＩＳｓｏｌａｒｃｅｌｌ
标称功率６７Ｗ
工作电压３５．０Ｖ
开路电压４５．０Ｖ
工作电流１．９１Ａ
短路电流２．２０Ａ
表２系统采用超级白玻璃性能
Ｔａｂｌｅ２Ｍａｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆｔｈｅｓｕｐｅｒｗｈｉｔｅｇｌａｓｓｆｏｒｔｈｉｓｐｒｏｊｅｃｔ
规格
８ｍｍ
可见光透光率９１％
可见光反射率８％
太阳能直接穿透８８％
Ｕ值／［Ｗ／（ｍ２·Ｋ）］５．７
紫外光
穿透率８５．４％
４８
光伏建筑一体化(BIPV)行业分析报告
光伏建筑一体光伏建筑一体化化（BIPV BIPV）） 行业行业研究研究研究报告报告报告 2008-9-10
目录 一、BIPV行业概述 (3) （一）BIPV概念 (3) （二）BIPV系统原理 (3) （三）BIPV实现形式 (4) （四）BIPV关键技术 (5) （五）BIPV优越性 (6) （六）BIPV应用领域 (6) 二、BIPV行业国内外发展状况 (7) （一）BIPV行业国外发展状况 (7) （二）BIPV行业国内发展状况 (8) （三）国内外涉足BIPV主要企业 (10) 三、上游光伏电池行业分析 (11) （一）太阳能光伏行业介绍 (11) （二）光伏行业发展状况 (13) 四、BIPV下游市场需求分析 (16) （一）BIPV国际市场需求 (16) （二）BIPV国内市场需求 (16) 五、BIPV国内外产业政策 (17) （一）国外光伏发电产业政策 (17) （二）我国并网光伏发电的政策 (17) （三）我国BIPV相关政策法规 (18) 六、BIPV行业发展前景展望 (20) （一）影响行业发展有利和不利因素 (20) （二）BIPV市场前景 (22)
行业概述 概述 一、BIPV行业 概述 概念 （一）BIPV概念 光伏建筑一体化(Building Integated Photovoltaies，简称BIPV)指在建筑外围护结构的表面安装光伏组件提供电力，同时作为建筑结构的功能部分，取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等，也可以做成光伏多功能建筑组件，实现更多的功能，如光伏光热系统、与照明结合、与建筑遮阳结合等。 图1：BIPV示意图 系统原理 （二）BIPV系统原理 BIPV系统有独立发电和并网发电两种形式。独立发电系统就是光伏系统产生的电仅供自己使用；并网发电系统就是光伏系统与公共电网相连，光伏发电系统产生的电除自己使用外，还可向公共电网输出。独立发电和并网发电发电系统的原理如图所示。
非晶硅薄膜太阳能电池及制造工艺
非晶硅薄膜太阳能电池及制造工艺 一、非晶硅薄膜太阳能电池结构、制造技术简介 1、电池结构 分为：单结、双结、三结 2、制造技术 ①单室，多片玻璃衬底制造技术。主要以美国Chronar、APS、EPV公司为代表 ②多室，双片（或多片）玻璃衬底制造技。主要以日本KANEKA公司为代表 ③卷绕柔性衬底制造技术（衬底：不锈钢、聚酰亚胺)。主要以美国Uni-Solar 公司为代表。 所谓“单室，多片玻璃衬底制造技术”就是指在一个真空室内，完成P、I、N 三层非晶硅的沉积方法。 作为工业生产的设备，重点考虑生产效率问题，因此，工业生产用的“单室，多片玻璃衬底制造技术”的非晶硅沉积，其配置可以由X个真空室组成（X为≥1的正整数），每个真空室可以放Y个沉积夹具（Y为≥1的正整数），例如：?1986年哈尔滨哈克公司、1988年深圳宇康公司从美国Chronar公司引进的内联式非晶硅太阳能电池生产线中非晶硅沉积用6个真空室，每个真空室装1个分立夹具，每1个分立夹具装4片基片，即生产线一批次沉积6×1×4＝24片基片，每片基片面积305mm×915mm。 ?1990年美国APS公司生产线非晶硅沉积用1个真空室，该沉积室可装1个集成夹具，该集成夹具可装48片基片，即生产线一批次沉积1×48＝48片基片，每片基片面积760mm×1520mm。 ?本世纪初我国天津津能公司、泰国曼谷太阳公司（BangKok Solar Corp）、泰国光伏公司（Thai Photovoltaic Ltd）、分别引进美国EPV技术生产线，非晶硅沉积也是1个真空室，真空室可装1个集成夹具，集成夹具可装48片基片，即生产线一批次沉积1×48＝48片基片，每片基片面积635mm×1250mm。 ?国内有许多国产化设备的生产厂家，每条生产线非晶硅沉积有只用1个真空室，真空室可装2个沉积夹具，或3个沉积夹具，或4个沉积夹具；也有每条生产线非晶硅沉积有2个真空室或3个真空室，而每个真空室可装2个沉积夹具，或3个沉积夹具。总之目前国内主要非晶硅电池生产线不管是进口还是国产均主要是用单室，多片玻璃衬底制造技术，下面就该技术的生产制造工艺作简单介绍。 二、非晶硅太阳能电池制造工艺 1、内部结构及生产制造工艺流程 下图是美国Chronar公司技术为代表的内联式单结非晶硅电池内部结构示意图：图1、内联式单结非晶硅电池内部结构示意图
光伏建筑一体化(BIPV)系统设计与应用
光伏建筑一体化(BIPV)系统设计与应用 来源:2010年会论文集作者:肖坚伟,郑鸿生日期:2010-4-22 页面功能【字体：大中小】【打印】 【关闭】【评论】 本文作者：肖坚伟,郑鸿生 引言 随着财政部于⒛09年3月印发《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》及财政部、科技部、国家能源局于2009年7月《关于实施金太阳示范工程》的通知,表明国家在贯彻实施《可再生能源法》,落实国务院节能减排战略部署,加快太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用。 入列国家金太阳示范工程的275个项目中有部分涉及到BIPV建筑,那么在建的或未建成的示范项目中的实际应用值得业界同行共同借鉴和规范。 1 BIPV定义及外延 光伏建筑一体化(BIPV)技术即将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。BIPV 即Building Integrated Photovoltaic,其外延就是①不但具有外围护结构的功能,保证建筑安全防护要求; ②同时又能产生电能供使用;③在以前两点的基础上结合建筑结构风格进行优化设计,使整体的装 饰效果更协调。 2 BIPV建筑安全 2.1 组件安全 BIPV组件作为建筑体一部分,须按《建筑玻璃应用技术规程》和《玻璃幕墙工程技术规范》等要求进行设计,其必须符合建筑安全玻璃管理规定。现有的BIPV组件在封装材料上有采用PVB封装的和采用EVA封装的,这两种不同材料封装的BIPV组件在建筑安全上的级别是不同的。 《玻璃幕墙工程技术规范》第3.4.6项明文规定:“ 玻璃幕墙采用夹层玻璃时,应采用干法加工合成,其夹片宜采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片”,因此PⅤB封装的BIPV组件在安全性能上比EVA 封装的BIPV 组件要高。` 如:《建筑安全玻璃管理规定》第六条,建筑物需要以玻璃作为建筑材料的下列部位必须使用安
光伏建筑一体化 论文
学生毕业设计（论文） 题目光伏建筑一体化 学院 专业 班级 姓名 学号 指导教师 完成日期 引言 太阳能光伏建筑一体化（BIPV）系统，是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏发电阵列安装在建筑的围护结构外表来提供电力。这和系统有诸多优点，如有效利用建筑外表面、无需额外用地或者加建其他设施、节约外饰材料（玻璃幕墙等）、外观更有魅力、缓解电力需求、降低夏季空调负荷、改善室内热环境等。光伏建筑一体化系统是目前世界上大规模利用光伏技术发电的重要市场，一些发达国家都将光伏建筑一体化作为重点项目积极推进。近年来，国外推行在用电密集的城镇建筑物上安装光伏系统，并采用与公共电网并网的形式，极大地推动了光伏并网系统的发展，光伏与建筑一体化已经占据了整个太阳能发电量的最大比例。 光伏应用技术作为一种新型的技术，在建筑学上已经成为一种新的可行的选择。光伏应用技术利用太阳光这种巨大的可再生能源来产生电力，其光伏转换构件既可以安装在建筑
物上，又可以作为多功能建筑材料构成实际的建筑物部件，光伏建筑的产生是建筑物设计领域超越能源意识的新型设计意识，对人类生态环境起着重要作用。 光伏并网和建筑一体化的发展，标志着光伏发电由边远地区向城市过渡，由补充能源向替代能源过渡，人类社会向可持续发展的能源体系过渡。太阳能光伏发电将作为最具可持续发展特征的能源技术进入能源机构其比例将愈来愈大并成为能源主体构成之一。 摘要：本文介绍了光伏发电原理，并对光伏发电系统的种类分别进行总结，针对不同发电系统的特点，指出了其不同的适用环境；通过对光伏与建筑结合方式的总结，系统的概括了所有光伏建筑的结合方式，并对其优劣进行对比；总结了光伏建筑的优点，分析了世界各国的光伏建筑发展情况；最后对光伏建筑前景进行了分析。 关键词：半导体；光伏建筑一体化；太阳电池；光伏幕墙 目录 摘要 (2) 1 引言 (2) 2光伏建筑一体化原理 (3) 2.1太阳电池原理 (3) 2.2光伏发电系统 (3) 2.3 BIPV建筑一体化 (4) 3光伏与建筑相结合的形式 (5) 3.1建筑与光伏系统的结合 (5) 3.2建筑与光伏组件的结合 (6) 4 BIPV系统的发展前景 (8) 4.1.光伏建筑一体化的优点 (8) 4.2世界各国的光伏建筑发展情况 (8) 5总结 (10) 6 致谢 (11) 7 参考文献 (11) 2光伏建筑一体化原理 2.1 太阳电池原理 半导体根据导电机理的不同可分为P型半导体和N型半导体。当太阳光照射到半导体时，半导体中的电子被激发而移动，失去电子的地方就形成空穴。P型半导体和N型半导体结合
薄膜太阳能电池技术及市场发展现状
薄膜电池技术发展现状 太阳能电池发展中，薄膜电池从一开始就以低成本成为众人关注的亮点，目前国际上已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种，硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS ）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe ），其中，硅基薄膜电池以其特有的优势快速发展。 2010年行业专家预测，a-Si ，CdTe ，CIGS 3种电池将分别占有薄膜光伏市场的52％，37％和11％。可 见，硅基薄膜电池在中长期发展阶段仍将占据薄膜光伏市场的主导地位。薄膜电池近几年全球产量、市场份额趋势预测见表1、表2。笔者将重点介绍硅基薄膜太阳电池技术和薄膜太阳能电池市场发展现状。 摘 要：详细叙述了硅基薄膜太阳能电池结构、工艺制造技术，a-Si 沉积设备，并针对薄膜电池技术的发展现状， 分析了薄膜电池引起波动和变化的原因，展望了BIPV 薄膜电池在未来城市建筑中的应用前景。关键词：薄膜太阳能电池；非晶硅；转换效率中图分类号：TN604 文献标志码：A 收稿日期：2011－05－12；修回日期：2011－06－16 作者简介：张世伟（1962-），男，山西运城人，高级工程师，主要从事电子工艺及专用设备研究，E-mail ：scjs@https://www.360docs.net/doc/213639061.html, 。 薄膜太阳能电池技术及市场发展现状 （中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024） 张世伟 文章编号：1674-9146（2011）07－0041－04 表1 近几年薄膜电池全球产量 200920102011201220137211224196027373136185.5341.5484627.577311041605214426493151 2010.53170.545886013.5706054.9150.6246.7344.0544.63 9.2310.7710.5510.4310.9535.8638.6142.7245.5144.42年份 碲化镉（CdTe ） /MW 铜铟镓硒（CIGS ） /MW 非晶硅薄膜 /MW 全球产量/MW CdTe 市场份额/%CIGS 市场份额/%非晶硅薄膜市场份额 /% 表2 市场份额及趋势预测 2009201020112012201311531865270535553625464591.5721.5880107020902680311937464158 3707513765458181885356.3952.1847.6545.7946.97 12.5211.5111.0210.7612.0931.163.3141.3343.4540.95年份 碲化镉（CdTe ）/MW 铜铟镓硒（CIGS ）/MW 非晶硅薄膜 /MW 全球产量/MW CdTe 市场份额/%CIGS 市场份额/%非晶硅薄膜市场份额 /%
光伏建筑一体化设计原则
建筑光伏一体化 1. 生态驱动设计理念向常规建筑设计的渗透：建筑本身应该具有美学形式，而PV系统与建筑的整合使建筑外观更加具有魅力。建筑中的pv板使用不仅很好的利用了太阳能，极大的节省了建筑对能源的使用，而且还丰富了建筑立面设计和立面美学。BIPV设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则，任何对建筑本身产生损害和不良影响的BIPV设计都是不合格的设计。 2. 传统建筑构造与现代光伏工程技术和理念的融合；引入建筑整合设计方法，发展太阳能与建筑集成技术。建筑整合设计是指将太阳能应用技术纳入建筑设计全过程，以达到建筑设计美观、实用、经济的要求。BIPV首先是一个建筑，它是建筑师的艺术品，其成功与否关键一点就是建筑物的外观效果。建筑应该从设计一开始，就要将太阳能系统包含的所有内容作为建筑不可或缺的设计元素加以设计，巧妙地将太阳能系统的各个部件融入建筑之中一体设计，使太阳能系统成为建筑组成不可分割的一部分，达到与建筑物的完美结合。 3.关注不同的建筑特征和人们的生活习惯；合适的比例和尺度:PV板的比例和尺度必须与建筑整体的比例和尺度相吻合，与建筑的功能相吻合，这将决定PV板的分格尺寸和形式。PV板的颜色和肌理必须与建筑的其他部分相和谐，与建筑的整体风格相统一例如，在一个历史建筑上，PV板集成瓦可能比大尺度的PV板更适合，在一个高技派的建筑中，工业化的PV板更能体现建筑的性格。 4.保温隔热的围护结构技术与自然通风采光遮阳技术的有机结合；精美的细部设计:不只是指PV屋顶的防水构造，而要更多关注的是具体的细部设计，pv板要从一个单纯的建筑技术产品很好的融合到建筑设计和建筑艺术之中。 5光伏系统和建筑是两个独立的系统，将这两个系统相结合，所涉及的方面很多，要发展光伏与建筑集成化系统，并不是光伏制作者能独立胜任的，必须与建筑材料、建筑设计、建筑施工等相关方面紧密配合，共同努力，才能成功。 6建筑的初始投资与生命周期内光伏工程投资的平衡；综合考虑建筑运营成本及其外部成本。建筑运营体现在建筑物的策划、建设、使用及其改造、拆除等全寿命周期的各种活动中，建筑节能技术、太阳能技术以及生态建筑技术对与建筑运营具有重要影响。不仅要关注建筑初期的一次投资，更应关注建筑的后期运营和费用支出，不但要满足民众的居住需求，也要关注住房使用的耗能支出。另外，还应考虑二氧化碳排放等外部环境成本的增加等
光伏建筑一体化研究及应用现状
光伏建筑一体化研究及应用现状 【摘要】目前全球人口急剧增长，而居民的生活质量也在不断提高，对能源的需求越来越大，现在全世界面临的问题就是能源短缺问题，我们也在积极开发新型能源以缓解能源短缺问题。太阳能是一种在任何地方都能使用的能源，并且太阳能电池板的安装和使用也越来越简单，建筑可以和太阳能光伏发电很好的结合在一起，为节省城市能源做出了巨大贡献，一般将太阳能电池构件安装在建筑物顶部，将其与供电网相连，就构成了用户并网光伏发电系统。本文将就光伏建筑一体化研究及其现状展开探讨。 【关键词】太阳能；建筑；光伏建筑一体化化研究与应用 引言：我国有三大耗能大户，即工业、建筑和交通，而我国99%以上的建筑都是高耗能建筑，数据显示，发达国家单位采暖耗能仅为我国的三分之一，因此我们必须采取措施做好建筑节能工作，才能保证节能减排工作的顺利进展。光伏一体化建筑的概念在上世纪九十年代初被提出，是太能能发电的一种新概念，也就是将建筑和光伏发电系统结合起来，利用太阳能为建筑提供所需电能，还能够为电网供电，这是一种建筑节能的重要方式。 1、光伏建筑一体化的概念和应用
在1986年，世界能源组织提出了BIPV也就是太能能光伏建筑一体化概念，光伏建筑一体化有两种形式：第一种是BAPV，也就是在现有建筑物上以附着方式安装光伏发电系统，建筑功能和发电系统功能没有冲突；第二种是BIPV，也就是在建筑物设计、施工和安装的过程中同时进行光伏发电系统的设计和安装，这种光伏发电系统同时具备建筑材料、建筑构件和发电的功能。光伏建筑一体化的应用形式主要由以下几种： 1.1光伏幕墙 现今的建筑越来越美观，而现在建筑物设计也非常重视外观因素，因此近年来幕墙建筑数量越来越多，同时也出现了幕墙的节能问题。现在主要节能方式是使用节能玻璃，例如中空玻璃或者Low-E玻璃等，但是这种方法“治标不治本”，建筑能耗问题无法从根本上得到解决，而随着光伏建筑一体化的出现，人们开始将其应用于幕墙建设。光伏幕墙既美观、安全，还要具备发电功能，这也是越来越多建筑厂商重视光伏幕墙的原因，但是光伏幕墙也有缺点：首先，光伏幕墙主要是将太阳能电池片夹在两片厚玻璃之间，太阳照射会造成电池温度上升，而光伏组件的最佳安装角度并不是垂直的，对发电效率造成了影响；第二，光伏幕墙性价比较低，成本较高，对建筑施工技术要求也较高，同时其要和建筑设计、施工、使用同步进行，建筑施工进度会对其产生影
薄膜太阳能电池发展背景
薄膜太陽能電池發展背景 薄膜太陽能電池，顧名思義，乃是在塑膠、玻璃或是金屬基板上形成可產生光電效應的薄膜，厚度僅需數μm，因此在同一受光面積之下比矽晶圓太陽能電池大幅減少矽原料的用量。薄膜太陽能電池並非是新概念的產品，實際上人造衛星就早已經普遍採用砷化鎵(GaAs)所製造的高轉換效率薄膜太陽能電池板(以單晶矽作為基板，轉換效能在30%以上)。 不過，一方面因為製造成本相當高昂，另一方面除了太空等特殊領域之外，應用市場並不多，因此直到近幾年因為太陽能發電市場快速興起後，發現矽晶圓太陽電池在材料成本上的侷限性，才再度成為產業研發中的顯學。目標則是發展出材料成本低廉，又有利於大量生產的薄膜型太陽能電池。 自2006下半年以來，因全球太陽能市場需求成長，造成矽原料供應不足、矽晶太陽能電池及模組生產成本水漲船高。而薄膜太陽能電池因具有輕薄、低成本、可撓曲、多種外觀設計等優點，成為繼矽晶太陽能電池之後，被認為是當前最具發展潛力的太陽能技術。 太陽能電池技術發展 第一代結晶矽 單晶、多晶、非晶 第二代薄膜太陽能電池 矽薄膜、化合物薄膜 第三代染料敏化太陽能電池(DSSC)、其他新技術、新材料薄膜太陽能電池發電原理 薄膜太陽能電池，是以pn半導體接面作為光吸收及能量轉換的主體結構。在基板上分別塗上二種具不同導電性質的p型半導體及n型半導體，當太陽光照射在pn接面，部份電子因而擁有足夠的能量，離開原子而變成自由電子，失去電子的原子因而產生電洞。透過p型半導體及n型半導體分別吸引電洞與電子，把正電和負電分開，在pn接面兩端因而產生電位差。在導電層接上電路，使電子得以通過，並與在pn 接面另一端的電洞再次結合，電路中便產生電流，再經由導線傳輸至負載。 從光產生電的過程當中可知，薄膜太陽能電池的能量轉換效率，與材料的能隙大
太阳能光伏建筑一体化的设计要点
太阳能光伏建筑一体化的设计要点 【摘要】光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式，其主体是建筑，客体是光伏系统。设计中要十分注意与建筑形式、结构形式和发电形式的配合，选择合适的光伏组件。【关键词】光伏建筑一体化建筑结构形式光伏方阵 1引言 能源是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础。太阳能是资源最丰富的可再生能源，具有独特的优势和巨大的开发利用潜力。充分利用太阳能有利于保持人与自然的和谐相处及能源与环境的协调发展。 太阳能光伏建筑一体化BIPV(Bui1ding Integrated Photovoltaias)，是在2006年9月30日深圳太阳能学会年会上首次提出。在这次会议上，建筑领域的代表，介绍了光伏建筑相关的另一个重要概念，“零能耗建筑”，一旦光伏建筑的发电量达到能够满足住户生活需求。则称之为“零能耗建筑”。由于建筑是一个复杂的系统，一个完整的统一体，如果要将新型太阳能技术融入到建筑设计中，同时继续保持建筑的文化特征，就应该从技术和美学两方面入手，使建筑设计与太阳能技术有机结合，由此产生了“一体化设计”的概念，“一体化设计”是指在建筑规划设计之初，就将太阳能利用纳入设计内容，使之成为建筑的一个有机组成部分，统一设计，施工，调试。 2光伏建筑一体化分类
根据光伏方阵与建筑结合形式的不同，BIPV可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合。将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物作为光伏方阵载体，起支承作用。另一类是光伏方阵与建筑的集成。光伏组件以一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。如光电屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。光伏方阵与建筑的结合是一种常用的BIPV形式，特别是与建筑屋面的结合。光伏方阵与建筑的集成是BIPV的一种高级形式，它对光伏组件的要求较高。光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求同时还要兼顾建筑的基本功能要求。 常见的与建筑结合的安装方式 3建筑设计要点 光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式，其主体是建筑，客体是光伏系统。因此，BIPV设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则，任
太阳能光伏建筑一体化的发展现状与前景展望
太阳能光伏建筑一体化的发展现状与前景展望 褚玉芳1，2 张囡囡2，3 沈辉2，3 1江西宜春学院物理科学与工程技术学院 2中山大学太阳能系统研究所， 3 深圳市太阳能学会 摘 要：根据国内外发展趋势来看，光伏发电在城市推广利用的最佳形式就是与公共电网并网并且与建筑结合：即光伏建筑一体化。本文首先对国外光伏建筑一体化的发展现状进行了综述，并对技术的发展特点进行了分析和评估。此外，还介绍了我们所完成的光伏建筑的几个典型工程事例，最后，结合我国的具体情况提出了发展思路和具体建议，以期望能对我国发展光伏建筑提供一些发展思路和技术参考。 关键词：太阳电池；屋顶计划；光伏建筑一体化（BIPV） 1太阳能光伏发电的发展趋势 太阳能光伏发电在城市推广利用的最佳形式就是与公共电网并网并且与建筑结合：即光伏建筑一体化。至今为止，光伏发电经历了漫长的发展过程：从天上到地面：主要是1973年第一次石油危机，太阳电池从主要作为空间电源向地面应用发展；从独立系统到并网发电：从环保角度出发，由于少用或不用化学蓄电池，并网光伏发电系统比离网的独立光伏系统更科学和环境友好；从屋顶系统到与建筑结合或光伏建筑一体化：从单纯的将光伏组件安装在屋顶上发展成为太阳电池组作为建筑材料的一部分。 光伏发电系统与建筑结合的早期形式主要就是所谓的“屋顶计划”，这是德国率先提出的方案和进行具体实施的。德国和我国的有关统计表明，建筑耗能占总能耗的三分之一，光伏发电系统的最核心的部件就是太阳电池组件，而太阳电池组件通常是一个平板状结构，经过特殊设计和加工完全满足建筑材料的基本要求，因此，光伏发电系统与一般的建筑结合，即通常简称的光伏建筑一体化应该是太阳能利用最佳形式。对于光伏建筑一体化的发展，德国首先是进行示范，然后逐步推广，已经历了一个历时15年多的发展过程：从1991到1995年，实施1000光伏屋顶计划，并开始实施电网回收；从1995到1998年，为巩固和评估
光伏建筑一体化(BIPV)行业分析报告20080701
光伏建筑一体（BIPV）行业分析报告 浙江大学创业投资有限公司 2008-7-1
目录 一、BIPV概念 (3) 二、BIPV分类 (3) 三、BIPV优越性 (5) 四、BIPV应用领域 (5) 五、BIPV关键技术 (6) 六、国外BIPV发展情况 (6) 七、国内BIPV发展情况 (7) 八、光伏及BIPV行业政策法规 (8) 九、制约BIPV发展的因素 (11) 十、BIPV市场前景 (12)
一、BIPV概念 光伏建筑一体化(Building Integated Photovoltaies，简称BIPV)指在建筑外围护结构的表面安装光伏组件提供电力，同时作为建筑结构的功能部分，取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等，也可以做成光伏多功能建筑组件，实现更多的功能，如光伏光热系统、与照明结合、与建筑遮阳结合等。 图1：BIPV示意图 二、BIPV分类 BIPV系统根据安装形式划分为两种形式：光伏屋顶结构（PV-ROOF）和光伏墙结构（PV-W ALL）两种形式。光伏与建筑的结合有两种方式：一种是建筑与光伏系统相结合，即把封装好的光伏组件安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置组成一个发电系统；另外一种是建筑与光伏器件相结合，将光伏器件与建筑材料集成一体，用光伏组件代替屋顶、窗户和外墙。当BIPV系统参与并网时，不需设置蓄电池储能装置，但须有并网运行联入装置。 从光伏方阵与建筑墙面、屋顶的结合来看，主要为屋顶光伏电站和墙面光伏电站。而光伏组件与建筑的集成来讲，主要有光伏幕墙、光伏采光顶、光伏遮阳板等形式。目前光伏建筑一体化主要有八种形式，如表1。
光电建筑一体化示范项目实施方案
光电建筑一体化示范项 目实施方案 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
太阳能光电建筑一体化应用示范项目 实施方案 2012年11月 目录
一、工程概括 地理位置 徐州市位于东经116°22′～118°40′、北纬33°43′～ 34°58′之间，东西长约210公里，南北宽约140公里，总面积11258平方公里，占江苏省总面积的11％。域内除中部和东部存在少数丘岗外，大部皆为平原。徐州四季分明，光照充足，雨量适中，雨热同期。它属于暖温带半湿润季风气候，年气温14℃，年日照时数为2284至2495小时，日照率52％至57％，年均降水量800至930毫米。本地区太阳能资源较为丰富，资源稳定性高，具有较高的利用价值。 本次项目选址为******等其他公用建筑。 建筑类型及面积 电站建于*******等公用建筑屋顶，有效利用面积为37000㎡，周边不存在遮挡物。 总平面图 用途 400V用户侧并网，自发自用，减少能源损耗。 峰瓦值 ****** 项目目前实施进展情况 目前已进行过项目建设地的实地考察，组件布置图正在完善中。二、示范目标及主要内容 本项目的示范目标是成为太阳能光电建筑一体化应用项目的典范。充分利用丰富的太阳能资源，节约有限的煤炭资源，通过优化系统集成
方案实现切实可行地高效发电，降低二氧化碳的排放，积极响应国家节能减排的政策，为环保事业贡献自己的一份力量。太阳能光电系统技术要点包含3方面：光伏建筑一体化设计、并网系统设计和技术经济分析。 本项目中的建筑本体满足国家和地方节能标准。 光电建筑一体化 根据光伏方阵与建筑结合形式的不同，光伏建筑一体化可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合，将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物做为光伏方阵载体，起支撑作用；另一类是光伏方阵与建筑集成，光伏组件以一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分，如光电瓦屋顶、光电幕墙等。 考虑到造价较高和综合发电效率较低等因素，本项目采用第一类形式，将光伏方阵依附于徐州工业职业技术学院教学楼等公用建筑的水泥屋顶上，这样的屋顶光伏发电有以下优势： 1）利用既有建筑的闲置屋顶，无需额外用地或增建其他设施，建设改造成本较低。 2）既保持了建筑原有的美观，又能够最大限度的发挥太阳能系统的发电效能。 3）日照条件好，不易受遮挡，可以充分接受太阳辐射，同时还避免了屋顶温度过高，降低空调负荷，既节省了能源，又能改善室内的空气品质。 4）可实现用户侧并网，自发自用，在一定距离范围内减少了电力输送过程的费用和能耗，降低了输电和分电的投资和维修成本。
光伏建筑一体化
将光伏技术引入到建筑中 全球气候变化的潜在威胁，日益增长的能源需求，化石能源不可避免的枯竭，使得人类对可再生能源的需求越来越迫切。与此同时，建筑能耗在工业国家中已经占到了20%-30%，因此越来越需要在建筑设计中考虑能耗和环境。传统的节能建筑考虑了隔热、采暖、通风、温室、光照设计等方面，但光伏发电主动式地产生高品位能量，与建筑完美结合，提供了一种可持续建筑的新理念。 什么是光伏建筑一体化 光伏建筑一体化（BIPV）是将建筑和光伏发电结合的一种理念。这种发电系统既能够发电，又是建筑的一部分。BIPV系统的标准构件是光伏组件（PV Module）。太阳光照射在太阳电池上产生光生伏打效应，产生直流电。太阳电池连接起来并封装在不同的材料上构成组件。组件通过电气的串并联方式连接成光伏方阵。光伏方阵输出的直流电经过逆变器转变为交流电并入电网。 光伏组件可以通过多种方式集成到建筑中。最简单的将光伏组件直接安装在建筑的外表，但是这只是屋顶的光伏发电。我们认为光伏建筑一体化，需要将光伏组件融合到建筑中，成为建筑的整体结构的一部分。当光伏组件放在建筑的背景下，将不仅仅从能量的角度考虑。因为光伏组件的特性也可以作为多功能的建筑因素，提供电能和控制采光，使建筑引进新的设计理念。 建筑一体化的光伏组件（BIPV module）可以代替传统的建筑材料，降低光伏发电的成本。它并不占用额外的空间，在人口稠密的城市也能使用。它可以做到发电就地使用，减少能量运输的损耗。电网电能的需求高时，通常恰好是用电高峰，它可以起到调节电网的作用。设计良好的一体化系统也能够提高市场的接受程度，为业主塑造良好的社会形象，是太阳能利用的最佳形式。 光伏组件没有机械运动部件，不会对建筑结构造成问题，维护成本低。光伏组件已经证明可以正常工作至少30年以上。光伏组件是模块化的技术，可以根据实际需要设计光伏方阵面积。光伏技术基本到处都是可以使用，组件也容易运输和装载。这些因素使光伏技术，尤其是结合建筑的BIPV具有优越性和可行性，也许目前唯一阻挡它的只有价格。只要光伏组件更好地普及，市场的需求将推动生产规模的扩大和光伏技术的进步，价格将有一天为我们所接受。 设计一体化的光伏建筑 由于光伏建筑一体化是光伏和建筑的集成，其核心问题就是光伏和建筑的不同设计目标造成了冲突。光伏发电系统的目标是通过优化光伏方阵方位和角度等因素以最大化能量产出，但是建筑方面需要考虑的包括了建造成本、优化建筑面积、采光控制、热性能和建筑美感。建筑外壳需要适当减少太阳光的入射功率，因为制冷通常是建筑最大的能耗点。光伏则需要获得最多的太阳辐射以最大化性能。因此一个出色的BIPV设计需要工程师和建筑师的合作。 再谈到材料，由于BIPV组件是需要配合建筑结构的使用，它不像一般组件只由一块玻璃和TPT或两块玻璃这样封装的，而需要采用了双层结构、安全玻璃、中空玻璃、low-e玻璃、加干燥剂等技术。它必须像使用在建筑幕墙的安全玻璃那样符合建筑的安全标准，以抵抗风
【完整版】2020-2025年中国光伏建筑一体化(BIPV)行业错位竞争策略制定与实施研究报告
（二零一二年十二月） 2020-2025年中国光伏建筑一体化（BIPV）行 业 错位竞争策略制定与实施研究报告 可落地执行的实战解决方案 让每个人都能成为 战略专家 管理专家 行业专家 ……
报告目录 第一章企业错位竞争策略概述 (8) 第一节光伏建筑一体化（BIPV）行业错位竞争策略研究报告简介 (8) 第二节光伏建筑一体化（BIPV）行业错位竞争策略研究原则与方法 (9) 一、研究原则 (9) 二、研究方法 (10) 第三节研究企业错位竞争策略的重要性及意义 (11) 一、重要性 (11) 二、研究意义 (11) 第二章市场调研：2019-2020年中国光伏建筑一体化（BIPV）行业市场深度调研 (13) 第一节光伏建筑一体化（BIPV）概述 (13) 第二节需求激增，BIPV进入快速发展期 (13) 一、零能耗建筑目标为BIPV发展奠定基础 (13) 二、国内政策支持，BIPV成为分布式未来 (15) 三、BIPV相较于BAPV优势较大 (19) 第三节特斯拉领衔光伏屋顶，介入光伏业务打造能源巨头 (21) 一、受益加州政策，特斯拉光伏屋顶快速发展 (22) 二、光伏+储能模式，特斯拉全面发展光伏业务 (23) 第四节2019-2020年中国光伏建筑一体化（BIPV）行业发展情况分析 (26) 一、2019年中国光伏建筑一体化（BIPV）行业发展现状 (26) 二、BIPV在中国本土化，多方向协同发展 (31) 三、2020年中国光伏建筑一体化（BIPV）行业发展机遇 (33) （一）国家政策已发布 (34) （二）公共机构屋顶市场不可小视 (34) 第五节BIPV 双面特斯拉的能源版图 (35) 一、积极布局能源业务，加速世界向可持续能源的转变 (36) （一）构建发电-汽车-储能产业链，能源业务是实现特斯拉使命的核心 (36) （三）两阶段战略布局，能源业务将与汽车业务并驾齐驱 (39) （四）储能与发电业务营收波动增长，储能部署大幅增加，光伏装机有望回升 (40) 二、产品品类丰富，提供一站式闭环可持续能源解决方案 (42) （一）家用储能设备Powerwall (43) （二）商业、公用事业储能设备及系统Powerpack (43) （三）大型公用事业储能设备及系统Megapack (44) （四）光伏发电屋顶Solar Roof (44) 三、美国户用光伏反弹加速，公用事业光伏创新高 (47) 四、公司光伏屋顶年收入中枢在15-20亿美元 (48) 五、结论 (48) 第六节国内BIPV相关企业 (49) 一、隆基股份（601012） (49) 二、特斯拉光伏瓦片玻璃供应商——亚玛顿（002623） (49) 三、2020年光伏屋顶玻璃大规模投产——秀强股份（300160） (49)
太阳能光伏建筑一体化应用现状及发展趋势
太阳能光伏建筑一体化应用现状及发展趋势 发表时间：2019-07-24T10:00:52.640Z 来源：《基层建设》2019年第9期作者：李伟 [导读] 摘要：近年来，在可再生能源建筑应用示范政策的带动下，太阳能建筑一体化作为可再生能源建筑应用的重要方式之一，发展迅速，规模逐步增加。 广东亿腾新能源有限公司 528000 摘要：近年来，在可再生能源建筑应用示范政策的带动下，太阳能建筑一体化作为可再生能源建筑应用的重要方式之一，发展迅速，规模逐步增加。太阳能光伏发电与建筑一体化是应用太阳能发电的一种新概念，在建筑为维护结构外表铺设光伏阵列提供发电。本文给出了光伏建筑一体化（BIPV）的定义，分析了BIPV设计中的问题。 关键词：光伏建筑一体化设计；BIPV的定义；太阳能光伏发电系统 引言： 随着1997年《京都议定书》的正式生效，如何保护环境已成为全球最强的呼声。中国作为发展中国家，能源消耗逐年以惊人的速度增长。而建筑作为能耗大户，一般占到全国总能耗的1/3以上，其节能效益则变得尤其重要，BIPV光伏幕墙因此成为21世纪建筑及光伏技术市场的热点。 BIPV，即光伏建筑一体化（Building IntegratedPhotovoltaic）。BIPV技术是将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术。光伏建筑一体化（（BIPV）不同于光伏系统附着在建筑上（BAPV：Building Attached PV）的形式。BIPV光伏幕墙更是采用超白钢化玻璃制作而成的双面玻璃组件，能够通过调整电池片的排布或采用穿孔硅电池片来达到特定的透光率，提升建筑社会价值，带来绿色概念的效果。 1、概述 当前随着全球化石能源需求的不断增长，单一依靠化石能源来满足能源供给的模式已经无法持续。同时由化石能源消耗带来的污染和排放问题愈发突出，而传统技术升级和改造势必会逐步导致其应用成本的提高。近年来随着常规能源成本上升和环境污染的日益严重，各国十分重视可再生能源相关技术的研发和应用。而光伏组件制造工艺不断提高，光伏组件价格下降明显，且有继续下降的趋势。因此以太阳能光伏发电为代表的可再生能源应用，将会在未来电力能源系统中占据核心地位。 联合国能源机构的调查研究报告显示，太阳能光伏建筑一体化（BIPV）将成为21世纪城市建筑节能的市场热点，太阳能建筑也将成为21世纪最重要的新兴产业之一。太阳能光伏建筑一体化形式可分为两大类。一类是光伏组件与建筑结合（又称普通型光伏构件），即光伏组件依附于建筑物上，建筑物主要作为光伏组件载体；另一类是光伏组件与建筑集成（又称建材型光伏构件），即光伏组件与建筑集成后成为不可分割的建筑构件，可以代替部分建筑材料使用。 2、建筑一体化 光伏建筑一体化是我们目前面临的最棘手问题，也是最有实用意义的一个课题，如何将太阳能光伏发电阵列安装在建筑的围护结构外表，并提供发电功能，这样可有效利用建筑外表，无需额外占用土地资源和建光伏支架等设施，也节约外饰材料（如玻璃幕墙等）；同时也使建筑物体夏季遮阳降温，降低空调的负荷，光伏建筑一体化让我们的建筑物体附有更多的功能作用。光伏与建筑的结合有两种方式：一种是建筑与光伏系统相结合；另外一种是建筑与光伏器件相结合。 2.1 建筑与光伏系统相结合。利用屋顶资源装置太阳能发电系统是光伏建筑一体化的很好结合，这使建筑体可以得到保温，光伏设备也不占用土地资源，是目前我们大家广泛推广应用的，无论是斜面还是平面的屋顶，都已有很多的范例，这里我们不再赘述。 2.2 建筑与光伏器件相结合。建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化。自古以来，材料便被视为构筑建筑的工具与手段，现在以材料为表现元素表达设计师的审美情趣、文化内涵与环保理念更成为潮流与发展趋势。BIPV组件兼具弱光性好、高温性能好、颜色形状可订制、透光均匀、柔性可弯曲等优势，可作为完美的高科技建筑材料提供电力，更能满足各类建筑美学需求，彰显绿色建筑的环保理念。 2.3 建筑材料与光伏一体化单元的研究。以陶土材料为基板，作为光伏PV组件的底板，组成：发电瓷砖、发电屋瓦、发电幕墙单元材料，目前我们正与陶土研究行业加强合作，一起开发光伏产品，待样品进一步成熟后推广应用。 3、光伏建筑一体化系统优点 从建筑、技术和经济角度来看，光伏建筑一体化有以下诸多优点： （1）光伏组件可以有效的利用围护结构表面，如屋顶或墙面，无需额外用地或增建其他设施，适用于人口密集的地方使用，这对于土地昂贵的城市尤其重要。 （2）可原地发电、原地用电，在一定距离范围内可以节省电站送电网的投资。在那些架起公共电网非常昂贵的地方，太阳能光伏发电是一个具有很高性价比的替代物。 （3）夏季，处于日照时，由于大量制冷设备的使用，形成电网用电高峰。BIPV并网系统除保证自身建筑用电外，还可以向电网供电，从而舒缓高峰电力需求，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的社会效益。 （4）由于光伏阵列安装在屋顶和墙壁等外围护结构上，吸收的太阳能转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，既节省了能源，又利于保证室内的空气品质。 （5）由于大尺度新型彩色光伏模块和各种造型的光伏模块的诞生，不仅节约了昂贵的外装饰材料（玻璃幕墙、屋顶瓦片等），而且使建筑外观更具有魅力。 （6）可确保自身建筑全部或大部分用电，这对于用电高峰期电力紧张的地区及无电地区极为重要。 （7）避免传统电力输送时的电力损失。 （8）避免由于使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染，这对于环保要求越来越高的今天和未来是至关重要的。 （9）光伏建筑系统没有移动部分并且不需要任何维护。 （10）由于光伏电池的组件化，光伏阵列安装起来很简便，而且可以任意选择发电容量。 （11）如果把光伏电池模块作为建筑物的玻璃幕墙，可以减少建筑物的整体造价。当然，对于光伏模块来说，还应具有建筑材料所要求的隔热保温、防水防潮并且要具有一定的强度，若作为采光构件（窗户、天窗等）还要有一定的透明度。
薄膜太阳能电池,你了解多少
薄膜太阳能电池，你了解多少？ 光伏电池组件来源:新能源前线2017/10/19 16:48:14我要投稿 关键词: 薄膜电池太阳能电池光伏技术 近几年来，太阳能电池越来越受到科研人员的重视，发展迅速，前景光明。除了传统的晶体硅用于太阳能电池的制备中，现在薄 膜太阳能电池板也发展得如火如荼，那么薄膜太阳能电池有哪些？ 它们的性能如何？跟着小编看看吧！ 随着基础科学的发展，太阳能电池板的性能也有了很大的提高。薄膜太阳能电池板正逐渐成为主流。相比于传统的硅材料太阳能电池板，它具有更好的柔韧性，拓宽了太阳能电池的应用领域，能够和你家的结构设计无缝连接！ 传统太阳能电池板和薄膜电池板的不同，二者之间最明显的区别在于厚度，导致了传统太阳能电池板和薄膜太阳能电池在太阳能捕获效率上存在差异，其原因在于材料的不同，薄膜太阳能电池采用了不同的化合物。 传统的太阳能板用的是晶体硅（C-Si），这项技术已经发展多年，比较成熟可靠。值得注意的是，虽然C-Si具有较高的能量转换效率，但是实际吸光效率较差，这就意味着太阳能板必须足够厚，才能提高实际效率。与此不同的是，薄膜技术可以“混搭”多种元素，比传统太阳能板薄350倍左右，通过在玻璃、金属、塑料等材料表面镀膜或者沉积就可以制备太阳能电池面板。这样，不同类型的材料对光能可以充分利用，提高效率。
薄膜太阳能电池的类型 现在，薄膜太阳能电池要达到两个目标：一是要具有足够的柔韧性，能够在大型建筑材料表面附着，二是要实现和传统太阳能电池一样的效率，甚至更高。不同的制备技术所得的薄膜太阳能板和传统的太阳能板相比，具有不同的优缺点。通常对薄膜太阳能板的命名来自于半导体材料的类型。 1.不定形硅(a-Si) 图1.a-Si光伏电池结构 不定形硅是最早的也是最成熟的用于制作薄膜太阳能电池。这可能是因为晶体硅早已用在传统太阳能电池上，人们对硅电子的性质的了解比较透彻。 优点：
光伏建筑一体化设计与研究
·478·建筑设计建筑工程技术与设计2015年1０月上 光伏建筑一体化设计与研究 武铁军 （北京建筑大学） 【摘要】绿色建筑设计应尽量减少建筑的能源需求；尽量提升可再生能源提供率以及尽量提高传统能源使用效率。绿色建筑设计应是从建筑的各个方面出发，实现开源节流，降低建筑的能耗、提高可再生能源的利用（包括利用太阳能、风能、地热能、生物质能等），向着真正的绿色建筑迈进。太阳能无疑是最好的能源来源，本研究主要是针对太阳能的利用，力图早日实现建造“双零建筑”（零能耗、零排放）的目标。本研究以低碳型绿色建筑的原理及相关方法,进行光伏发电与建筑一体化的设计与研究，结合本单位新办公楼屋顶平台加建光伏会所项目，把光伏发电和建筑维护结构结合在一起，主要是从光伏建筑一体化概况、光伏建筑实践、光伏建筑一体化（BIPV）技术通过光伏计算，分析产生的社会效益。 【关键词】BIPV系统、幕墙的材料及热工、社会效益 引 言 本研究主要是针对北京等大城市用地紧张、能源消耗量大、有大量已建建筑屋顶均空闲，屋顶急需解决夏季防热、防水维修，以及屋顶需要加建天台屋等需求进行研究。太阳能技术除被动技术外，还发展了主动技术，这主要表现在太阳能光热利用和太阳能光电利用两个方面。第一，太阳能光热利用主要是用于采暖和制冷，根据利用温度的高低分为高温利用、中温利用和低温利用。第二，太阳能光电技术主要是利用单晶硅或多晶硅将光能转化为电能，一般用于航天飞机、空间站或边远地区。太阳能建筑的光电利用，主要是用来实现太阳能照明和发电。太阳能从单纯的生活热水利用逐步发展成为绿色生态建筑中重要的组成部分。太阳能的有效利用需要与系统的建筑节能设计、先进的建筑节能技术和节能产品等优化组合，才能实现建筑耗能的结构调整，提高利用太阳能的保证率，为建筑提供采暖、制冷和生活用水，营造低能耗、高舒适、健康的生活环境，实现可再生能源的高效利用。 1、光伏建筑一体化概况： 国外光伏与建筑的结合形式大体上分为两类：一是建筑与光伏系统的结合，称为光伏附着设计（BAPV）；另一种是建筑与光伏组件的结合，称为光伏和建筑的一体化集成设计（BIPV）要求光伏器件与建筑材料集成化。国内对光伏与建筑的结合形式还没有统一的划分。 1.1 BIPVBIP概念： 光伏建筑一体化(Building Integated Photovoltaies，简称BIPV)指在建筑外围护结构的表面安装光伏组件提供电力，同时作为建筑结构的功能部分，取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等，也可以做成光伏多功能建筑组件，实现更多的功能，如光伏光热系统、与照明结合、与建筑遮阳结合等。 1.2 BIPVBIP系统原理：BIPV 系统有独立发电和并网发电两种形式。独立发电系统就是光伏系统产生的电仅供自己使用；并网发电系统就是光伏系统与公共电网相连，光伏发电系统产生的电除自己使用外，还可向公共电网输出。独立发电和并网发电发电系统。 1.3 BIPV 主要形式：有光伏采光顶（天窗）、光伏屋顶、光伏幕墙、光伏遮阳板（分为有无遮光要求两种）屋顶光伏矩阵、墙面光伏矩阵等几种类型。 1.4 BIPVBIP优越性：(1) 光伏阵列一般安装在闲置的屋顶或墙面上，无需额外用地或增建其他设施。(2) 可原地发电、原地用电，节省电站送电网的投资。(3) 夏季，处于日照时，由于大量制冷设备的使用，形成电网用电高峰。而这时也是光伏阵列发电最多的时候。BIPV 系统除保证自身建筑用电外，还可以向电网供电，从而缓解高峰电力需求。(4) 由于光伏阵列安装在屋顶和墙壁等外围护结构上，吸收太阳能、转化为电能大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷。(5) 绿色环保，清洁能源。 (6) 用电需求与建筑面积利用最大化。我国每年新增建筑幕墙为2000 万平方米,若 5% 采用光伏幕墙, 则可装机容量约为 40MWp,可年发电约 0.5 5 亿 kWh。据不完全统计，我国建筑屋顶面积总计约 100 亿平方米, 若１ % 的屋顶采用光伏组件覆盖，则年发电约150 亿 kWh。可见推进太阳能光伏发电系统在建筑中的规模化应用，其潜力十分巨大。 ２、光伏建筑一体化（ＢＩＰＶ）工程实践 2.1工程现状条件及设计要求： 本项目位于北京西四环与玲珑路的交叉口，玲珑天地项目内，为中国电子工程设计院新办公楼屋顶加建光伏会所。新加屋顶光伏会所建筑面积160平米，在办公楼9层顶的屋顶平台上加建的光伏会所。要求进行光伏建筑一体化（BIPV）设计。 2.2工程做法概述：本工程为高层建筑屋顶加建项目，执行北京地区节能设计标准。本工程采用钢结构，具体构造为：1）原建筑为框架结构，在原屋面框架梁上增设钢柱子，钢柱子上设钢梁，构成维护结构的承载系统。2）钢柱外侧通过墙壁檩条固定彩色压型夹心保温板。3）屋面通过钢梁及檩条固定BIPV幕墙主次龙骨，龙骨上镶嵌玻璃，后打胶密封，做法同玻璃幕墙屋顶天窗。 ３、光伏建筑一体化（ＢＩＰＶ）技术 3.1 BIPV主要由两部分构成：1) 为幕墙构造--实现建筑维护结构; 2) 电气系统--直流发电、汇流逆变及计量供电的功能。 3.2 BIPV原理详见右图： 3.3 构造体系组成详见右图 1)建筑结构2) BIPV光伏组件 3) 幕墙框架体系 4) 幕墙转接系统 ４、光伏软件计算： 采用PVSYST5.1版本软件对本工程进行模拟太阳能发电量计算：本工程采用的太阳能板尺寸为1650mmX950mm,单块板额定发电功率为发235W，本工程共80块，总量为235X80=18800W。屋面坡度为5%。光伏组件面积为179平米，PVSYST计算结果可见，北京地区，四至六月为太阳能发电效率最高，二月、三月、七至十月发电效率其次，十一月至一月发电量最少。全年发电量较高。 结语－ --光伏发电效益分析： 本光伏系统总装机容量为：18.8KW，预计年平均发电量约为18470kWh。使用太阳能光伏发电将减少火力发电所导致的环境污染，从而减少国家治理污染的支出，具有难以估量的间接收益。（1）、经济效益分析： 25年内节电量为46.176万Kwh，25年内至少可节约电费约￥69万元；25年共节约一次性能源量：151.212吨；节约国家火电建设成本：14.67万元；节约25年火电运营成本：17.55万元；减少25年环境综合治理费用20.72万元。（2）、环境效益分析：每年可减排二氧化碳20.021吨、二氧化硫0.185吨、氧化氮0.054吨； ５、社会效益分析 1）本项目单纯按发电量来算，其经济值是较低的；与常规能源相比，费用仍然比较高，这也是制约太阳能光伏应用的主要因素。然而，我们也应看到，治理常规能源所造成的污染是一项很大的“隐蔽”费用，一些国家对化石燃料的价格也进行了补贴。 2）太阳能光伏发电虽一次性投资较大，但其运行费用很低。 3）太阳能光伏与建筑相结合是一个方兴未艾的领域，有着巨大的市场潜力。