一年级手抄报内容The Forms and Applications of Building-Integrated Photovoltaic
光伏建筑一体化的形式及应用
文／张或 李小燕 杨磊
Zhang Huo Li Xiaoyan Yang Lei
ABSTRACT
光伏建筑一体化（BIPV）是绿色建筑的基本特征之一。本文从技术与艺术方面对BIPV的形式进行了探讨，分析了光伏建筑的应用案例，以期为建筑师积极参与光伏建筑一体化设计提供一种思路。
BIPV is one of the basic features of green buildings. The paper introduced the forms of BIPV and analyzed every ca so as to bring a fresh idea for active involvement of architects.作者简介
张或 东南大学建筑学院李小燕 东南大学能源与环境学院杨磊 西安建筑科技大学太阳能，光伏建筑一体化（BIPV），应用形式，案例
Solar Energy，Building-Integrated Photovoltaic (BIPV)，Forms of BIPV，Application Cas
KEY WORDS
光伏建筑一体化（BIPV ——Building Integrated Photovoltaic）是绿色建筑的基本特征之一，我国《绿色建筑评价标准》和美国LEED认证都强调了对其应用的考量。然而当前，由于BIPV成本较高及缺乏并网发电政策支持，其在我国的应用还没有引起足够重视。
1、光伏建筑一体化（BIPV）的概念
1991年，德国旭格公司首次提出了“光伏发电与建筑集成化（Building Integrated Photovoltaic，简称BIPV）”的概念。BIPV直译为“建筑物整合太阳光电系统”，简言之，其主要内容在于“将光电板视为一种建筑构材的空间元素而产生的构筑技术的实践”
【1】
。相较于将太阳能光伏方阵安装在建筑维护
结构外表面来提供电力的传统形式而言，将光电板作为建筑建造的直接材料，与建筑艺术形式及内部空间创造融合起来，是目前光伏建筑一体化发展的新趋势。
excel下拉菜单怎么做2、光伏建筑一体化（BIPV）应用的意义
从建筑、技术和经济角度来看，光伏建筑一体化（BIPV）有诸多优点：节地、节能、节材、减少环境污染。节地——与建筑结合，不额外占用土地；节能——降低空调负荷，产生能源；节材——与建筑一体化，可用作建筑维护结构；保护环境——是一种清洁能源，能减少CO2排放。具体而言：①光伏阵列安装在建筑的屋顶或墙面上，无需额外用地，对于土地昂贵的城市建筑尤其重要；②一体化的光伏电池板本身就能作为建筑材料，可以减少建筑物的整体造价，
节省安装成本，且使建筑外观更具技术和艺术魅力；③BIPV系统除保证自身建筑用电外，还可以向电网供电，是一种产能建筑；④光伏发电是一种清洁能源，可以减少CO2的排放，对于低碳经济时代“节能减排”的要求更为重要。
3、光伏建筑一体化（BIPV）的主要形式
BIPV的主要形式有两大类：一为“结合”，一为“集成”。所谓“结合”是指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；所谓“集成”是指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【2】。从光伏方阵与建筑的结合来看，主要分为屋顶光伏电站和墙面光伏电站的方式。从光伏组件与建筑的集成来讲，主要有光电幕墙、光电采光顶和光电遮阳板等形式。
3.1光伏屋顶或墙体系统（Facade or roof systems） 光伏发电与建筑结合的传统形式多采用太阳能光电支架结构，近年来则直接将光伏组件整合在建筑的屋顶及墙体中，形成太阳能瓦和太阳能墙。太阳能瓦的形状、尺寸和铺装方法与平板式屋面瓦一致，不需安装独立支架，但需考虑风压、抗震及密封性问题，同时需结合当地气象条件选择合适的安装角度和方向。 最著名的光伏瓦屋面是由蓝天组（COOP HIMMELB）设计的德国宝马世界（BMW Welt）屋面（图1）。作为建筑的第五立面，宝马世界的屋顶安装了 3660块太阳能板，面积约8000平方米，设计功率为810kWp。太阳能板被整合到不锈钢覆层中，这层不锈钢覆层在屋顶的排水层上方，避免了可见光穿透屋顶，同时将排气结构隐藏起来【3】。
自制小吃3.2光伏采光顶系统（Roof-integrated photovoltaic systems）
光伏采光顶是将具有发电功效的电池板应用到屋面，除了要满足安全、抗风压、防水和防雷要求，还必须满足屋面采光要求。光伏采光顶需具有一定的透光能力，因此常采用透光性的光伏元件（如薄膜太阳能电池），一般将组件的透光率设计在10%~50%。设计时还可通过组件中电池片排列的间隔、安装位置及角度不同达到合适的透光率。北京南站是目前最大的应用太阳能屋顶采光系统的单体建筑（图2）。
说明
国家自然科学基金资助项目：50908040/E080101，《绿色技术及其量化指标在长三角住区中的适宜性研究》
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1 | 德国宝马世界
warn的名词2 | 北京火车南站
3 | 奥林匹克国家体育馆
4 | 台南县政府立面改造
主站房屋面采用中央采光带光伏发电，总发电功率350kW。设计师结合扇贝状屋面外形设计了 4176块太阳能电池板，电池板铺设面积约6700平方米，为整个采光带的50%左右。
3.3光伏幕墙系统（Facade integrated photovoltaic systems）
随着BIPV技术与建筑幕墙技术的日益融合，一种集成了光伏发电技术和建筑幕墙技术的新型功能性
手抄报节约用水幕墙应运而生——“光伏幕墙”。光伏幕墙与传统玻璃幕墙的构造方式基本相同，兼具采光、遮阳功能，比传统玻璃幕墙更加节能，还是一种产能材料，因此大有取代传统玻璃幕墙的趋势。光伏幕墙有半透明幕墙和不透明幕墙两种，不透明幕墙多采用单晶硅和多晶硅组件，具有较高的发电效率，半透明幕墙多采用非晶硅薄膜电池，其优点是透光率高，价格低，生产方便，缺点是光能利用率较低。我国奥林匹克国家体育馆（图3）太阳能电池板约有1000平方米，安装在体育馆屋顶和南面玻璃幕墙上，系统采用的双波带真
空层保温电池板，不仅可透光，还可以代替玻璃幕墙成为外立面。光伏电站的总安装容量为102.5kW，电站的发电量主要负责为地下车库提供照明，避开了白天电网的用电高峰。按设计使用寿命25年计算，寿命期内累计产生232万度电能，节约标煤约904.8
吨，减排二氧化碳约2352.5吨。
3.4光伏遮阳系统（“Shadow-Voltaic”—PV systems）
将光电板作为遮阳构件，是一种一举多得的构造方案：（1）由于光电板安装角度始终与太阳辐射角度垂直，有利于光电板最大限度的接受太阳辐射，提高光电转化效率；（2）将光电板作为遮阳构件，还可以阻挡阳光进入室内，利于控制和调节室内温度，降低建筑物空调负荷，起到节能减排的作用；（3）光电板作为一种新型的建筑遮阳构件，还可以节约遮阳材料，丰富建筑外观。因此，光伏遮阳结构是未来最具发展潜力的光伏应用形式之一。台湾台南县政府立面改造工程（图4）在没有影响主体结构的前提下，采用BIPV光电板外遮阳，巧妙地将旧有的三个雨棚设计成双层皮（Double Skin）烟囱效应结构。三个双层皮玻璃盒子具有被动式通风的作用，冷空气由下方吸入，热空气由上方排出，再结合BIPV光电板外遮阳，构成一组通风、遮阳、采光的综合系统，有效地让办公空间隔绝外界的高温并享有开阔的景观。
4、光伏建筑一体化（BIPV）的未来发展
随着世界能源日趋紧张，可再生能源应用已成为全世界面临的重大课题。太阳能光伏产业及光伏建筑一体化这个昔日备受嘲讽的领域，将是未来世界各国经济发展的重要方向之一。随着“低碳经济”时代的到来，可以预见，太阳能光伏建筑一体化将迎来更加广阔的发展空间。
注释及参考文献
【1】]叶世宗建筑师事务所，《BIPV的建筑视野与实践——改造台南县政府立面》[J]
【2】谢士涛，《光伏建筑一体化技术与应用》， 《深圳土木与建筑》[J]，2008年01期
【3】Wolf D.Prix，《宝马世界》，《建筑技术及设计》[J]，2008年3期，P33-51
【4】李宏毅，金磊，《建筑工程太阳能发电技术及应用》[M]， 机械工业出版社，2008.1
【5】崔容强，赵春江，吴达成，《并网型太阳能光伏发电系统》[M]，化学工业出版社， 2007年7月
夏天食谱
【6】李芳，沈辉等，《光伏建筑一体化的现状与发展》，《电源技术》[J]，2007年08期
【7】姜志勇，《光伏建筑一体化（BIPV）的应用》，《建筑电气》[J]，2008年06期，P7~10
【8】Joachim Benemann, Oussama Chehab, Eric Schaar-Gabriel. Building- integrated PV modules.
Solar Energy
Materials & Solar Cells, 67 (2001):345-354
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