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太阳能光伏技术与建筑一体化分析
摘要:第三科技革命以来,各个国家对多种能源都做出了研究。其中,可再生能源太阳能的研究推动了各国发展。太阳能光伏技术是利用太阳能延伸出的一种技术手段,其在各个领域中都得到了应用,其中建筑行业应用太阳能光伏技术大大节省了资金开支并防止了能源浪费。建立太阳能光伏技术与建筑一体化模式,对建筑行业发展有着非常重要的影响,而且具有非常远大的应用前景。
关键词:太阳能;光伏技术;光伏建筑一体化
我公司于2021年承建原子医学研究所科研楼建设工程,其中设有自行车棚光伏系统,整个自行车棚顶由成品光伏太阳能板拼接而成,每块光伏太阳能板320W,每18块为一组串,成套安装,共36块。在施工过程中有一些自己的想法我简单谈一下。
太阳能可以说是如今最便捷、最实用的能源了,人类日常生活的方方面面都离不开太阳能。太阳能光伏技术大大提高了太阳能的应用效率,减轻了能源日益短缺、环境污染日益严重的现状,具有非常广阔的应用价值。在建筑行业,建立光伏建筑一体化模式,为建筑工程节省了大量的人力、物力和财力资源,拥有众多优势,因此,研究人员应不断的完善光伏建筑一体化模式,保证我国建筑行业的稳定发展。
一、解读光伏建筑一体化
所谓的将太阳能光伏技术与建筑一体化就是说,在建筑工程施工过程中,在建筑物的周围或表面平铺光伏组件,将太阳能高效率低转化为建筑应用的电能,是一种建筑模式也是一种技术。其中光伏建筑一体化的形式包括光伏屋顶、光伏窗户、光伏墙壁等等[1]。
光伏建筑一体化的优点:太阳能是可再生能源,并且非常清洁,不会给环境造成太多的污染;光伏组件多数是安装在建筑物上的,不需要占用更多的土地资源,节省了建筑工程的资金使用;保证建筑工程正常电力使用,光伏建筑一体化采用的是原地发电工作形式,节省了建筑工程输电网线的资金应用,在产生过多的电力资源时,可以投入到其他建筑工作人员日常生活中的使用,缓解了输电网络高峰电力的需求,保证了日常供电的稳定性;提高了太阳能的应用效率,提高了建筑物整体的品质。
光伏建筑一体化的缺点:造价比较高,其中,想要把太阳能更多地转化为电能就要加大对光伏组件的投入,而且光伏建筑一体化产出的单位电能成本远高于正规的发电成本;寿命较低,光伏组件虽然是建筑物本身的一部分,但是寿命比其他建筑物部分要低;把光伏组件制作成窗户或者幕墙时,会一定程度上影响建筑物的美观,普通的光伏组件都有较强的光反射能力,会给城市带来一定的光污染;光伏组件在利用太阳能发电时,会遮挡住一部分阳光,影响室内光照,而且,光伏组件会经历长期的风吹日晒,部分组件表面还会沉积一些尘土,这些会降低光伏组件的光电转化效率。
二、光伏建筑一体化集成方式和形态模式探索的分析
(一)光伏建筑一体化集成的方式
光伏建筑一体化集成方式从光伏组件和建筑结合关系可以分为两种,包括光伏系统结构和建筑物相结合和光伏组件器件和建筑物相结合。
其中光伏系统结构和建筑物相结合说的是,先把光伏组件进行有规律地组装,然后封装起来,把组装好的光伏组件与建筑物的屋顶、墙体或天窗等结合起来,联结逆变器、蓄电池、遥控器等工具,投入使用。光伏组件器件和建筑物结合说的是,把建筑物的部分材料替换成光伏组件器件,直接把光伏组件器件应用于建筑物中,代替天窗、屋顶、窗户等,直接利用光伏组件器件来发电[2]。我公司做的光伏太阳能自行车棚顶就是这个原理。
光伏建筑一体化集成方式还可以根据光伏组件结合的不同建筑要素分成不同的形式。光伏组件在建筑墙体和表面中应用时,在建筑物中墙体和立体表面是接受太阳最大的面积,想要将这些太阳照射产生的热量更好地利用,在建筑物墙体表面用光伏组件建立一层表面墙体是非常有必要的,细化光伏组件的架构来满足吸收光能的最佳朝向;光伏组件在天窗、房顶等建筑物部分中应用时,把光伏组件制作成建筑物材料,可以提供间接等的采光来减少建筑工程白天用电照明;光伏组件在遮阳、阳台等其他建筑物元素中应用时,光伏组件可以制作成拥有其他使用价值的建筑部分。
(二)光伏建筑一体化集成的模式探究
光伏建筑一体化集成的模式有很多,其中包括光伏组件建筑窗、光伏组件垂直幕墙、光伏组件锯齿式垂直幕墙、光伏组件锯齿式幕墙等等。
光伏组件建筑窗其实说的就是把光伏组件制作成窗户的样子来代替普通的窗户,光伏组件可以采用半透明的材料,吸收更多的太阳能,还能增加室内的亮度;光伏组件建筑窗还可以把光伏组件与窗户相互了解,把光伏组件设计成不透明的,加强太阳能的应用效率[3]。
光伏组件垂直幕墙是将光伏组件应用到建筑物中非常常见的模式,灵活度非常的强,工作人员可以根据实际情况,把光伏组件设计成需要的样子,可以把光伏组件设计成透明、不透明和半透明的样子,将光伏组件与墙体或其他建筑物结合,更好地利用太阳能同时创造出适合的室内光照效果。
光伏组件房顶设计是将光伏组件应用到房顶中,将光伏组件应用到房顶中,是非常好的应用办法。光伏组件可以根绝需求制作成理想的样子,其可以制作成保护建筑物的维护架构,还可以把光伏组件直接制作成房顶,加强室内的光照哦情况,保证太阳照射的监角度是最佳的,提高光伏组件的工作效率。
光伏柔性材料的应用,将光伏组件和一些柔性金属或者其他材料结合,建筑物中有很多不规律的走向,想要直接应用光伏组件是非常困难的,而将光伏组件与柔性材料结合后,就可以根据建筑物的走向进行设置,提升了光伏组件的应用自由度[4]。
光伏组价与其他建筑元素相互应用时,很多建筑元素都是非常好采光位置,应用好技术,将光伏组件与建筑物中的走廊、雕塑物和草坪等等,都是可以平铺光伏组件的地方,而且都有超强的吸收光能的能力。
结束语:
综上所述,太阳能光伏技术大大的减轻了建筑工程过程中能源消耗的浪费问题,将光伏组件与建筑物相互结合形成光伏建筑一体化的模式,有着非常多的优势。建筑工程工作人员应紧随时代潮流,保证工程中光伏技术的先进、工作人员拥有高强的设计能力,积极探索适合工程顺利完成的光伏建筑一体化集成模式,这样才能保证光伏建筑一体化源源不断的为建筑物提供能源,从而促进建筑行业的稳定发展。
参考文献
[1]李辰晨. 浅谈太阳能光伏发电与建筑一体化的应用[J]. 建筑与装饰, 2020(35):1-2.
[2]贺天良,郭桂友. 太阳能光伏发电技术与建筑施工的一体化设计分析[J]. 2021(2):3-4.
[3]闫晓丽. 太阳能光伏建筑一体化系统评价体系研究[D]. 北京建筑大学, 2019(3):4-5.
[4]李朋超. 光伏建筑一体化技术的应用[J]. 2019(4):4-5.
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