BIPV 光伏幕墙应用的前景浅析

    化石能源包括石油、煤炭、天然气是目前全球消耗的最主要能源，2006年全球消耗的能源中化石能源占比高达87.9%，我国的比例高达93.8%。随着人类的不断开采，化石能源的枯竭不可避免，从另一方面看，由于化石能源在使用过程中会新增大量温室气体CO₂，同时产生一些有污染的烟气，破坏全球生态。因而开发更清洁的可再生能源是今后发展的方向。

    可再生能源是指可以再生的能源总称，包括太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、潮汐能等。太阳能是地球一切能源的源泉，是可再生的清洁能源。太阳能光伏发电是可再生能源中最具发展潜力的新能源。在世界市场的拉动下，我国光伏产业近年来发展迅速，太阳能电池组件年产量由世界份额的1％发展到2005年的8％，仅次于日本、欧洲，已成为世界光伏产业发展最快的国家之一，为世界瞩目。

    太阳能电池，通常称为光伏电池，是通过光伏效应直接把光能转化成电能的装置。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴电子对。在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。目前商用的太阳能电池主要有：单晶硅电池，多晶硅电池，非晶硅电池。

    BIPV 即Building IntegratedPV，PV即Photovoltaic。BIPV技术是将太阳能发电产品集成到建筑上的技术。目前，全世界大约60％的太阳能电池用于并网发电系统，且主要用于城市的建筑与光伏系统的结合，即光伏建筑一体化(BIPV)。

    4.1 能够满足建筑美学的要求

    建筑是建筑师的艺术品，其成功与否关键一点就是建筑物的外观效果。在BIPV建筑中，我们可通过相关设计将接线盒、连接线等电气部件隐藏在幕墙结构中。这样既可防阳光直射和雨水侵蚀，又不会影响建筑物的外视效果，达到与建筑物的完美结合，实现建筑大师的构想。

    4.2 能够满足建筑物的采光要求

    采用光面超白钢化玻璃制作的双面玻璃组件，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，即使是在室内房间也能满足光线通透的要求。

    4.3 能够满足建筑的安全性能要求

    BIPV组件不仅需要满足光伏组件的性能要求，同时要满足幕墙的三性实验要求和建筑物安全性能要求，因此需要有比普通组件更高的力学性能和采用不同的结构方式。BIPV建筑中使用的双玻璃光伏组件是由两片钢化玻璃，中间用PVB胶片复合太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串、并联汇集引线端的整体构件。钢化玻璃的厚度是按照国家建筑规范和幕墙规范，通过严格的力学计算得出的结果。而组件中间的PVB胶片有良好的粘结性、韧性和弹性，具有吸收冲击的作用，可防止冲击物穿透，即使玻璃破损，碎片也会牢牢粘附在PVB胶片上，不会脱落四散伤人，从而使产生的伤害可能减少到最低程度，提高建筑物的安全性能。

    4.4 能够满足安装方便的要求

    构件式幕墙施工手段灵活，主体结构适应能力强，工艺成熟，是目前采用最多的结构形式。单元式幕墙在工厂内加工制作，易实现工业化生产，降低人工费用，控制单元质量。双层通风幕墙系统具有通风换气，隔热隔声，节能环保等优点，并能够改善BIPV组件的散热情况，降低电池片温度，减少组件的效率损失，降低热量向室内的传递。

    4.5 能够具有寿命长的优势

    BIPV光伏组件采用PVB代替EVA制作能达到更长的使用寿命。在BIPV系统中，选用光伏专用电线，选用偏大的电线直径，以及选用性能优异的连接器等设备，都能延长BIPV光伏系统的使用寿命。

    4.6 具有绿色环保的效果

    建筑屋顶和立面为光伏系统提供足够的面积，不需要另占土地，还能省去光伏系统的支撑结构。太阳能硅电池是固态半导体器件，发电时无转动部件，无噪声，对环境不会造成污染。BIPV建筑可自发自用，减少了电力输送过程的费用和能耗，降低输电和分电的投资和维修成本。而且日照强时恰好是用电高峰期， BIPV系统除可以保证自身建筑用电外，在一定条件下还可向电网供电，舒缓高峰电力需求，具有极大的社会效益，还能杜绝由一般化石燃料发电所带来的空气污染，对于环保要求更高的今天和未来极为重要。

    总体来说太阳能作为清洁的可再生能源，越来越受到人们的重视，应用领域也越来越广泛。据统计，我国2/3以上国土面积的年日照时间在2200h以上，年辐射总量在502万kJ/m2 以上，为太阳能的利用创造了丰富的资源和有利条件。随着世界范围内能源供应紧张状况日益加剧，能源将成为制约各国经济的主要因素。为此，我国提出了社会经济和能源可持续发展的战略，建设节约型社会。大力发展和推广BIPV技术，在不断提高人们居住环境舒适度的同时，利用太阳能发电缓解能源的供需矛盾，既具有实际的经济意义，又具有重要的社会意义和环保价值。