光伏畢業(yè)論文--太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化

1、<p>　　學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p>　　題　　目 太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化 </p><p>　　學(xué) 院　 光伏工程　　　　　　　 　 </p><p>　　專　　業(yè)　 材料加工與應(yīng)用技術(shù)　　 　 </p><p>　　班 級　 08光伏(1)班　　　　　 </p>

2、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p><b>　　引言2</b></p><p>　　第一章 太陽能光伏發(fā)電3</p><p>　　1.1 太陽能熱發(fā)電4</p><p>

3、　　1.2 太陽能光伏發(fā)電5</p><p>　　第二章 建筑一體化8</p><p>　　2.1 太陽電池原理8</p><p>　　2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)9</p><p>　　2.3 BIPV建筑一體化10</p><p>　　2.4 BIPV在國外14</p><p>

4、;　　2.5 BIPV在中國14</p><p>　　2.6 太陽能利用與建筑一體化的優(yōu)點15</p><p><b>　　致 謝16</b></p><p><b>　　參考文獻17</b></p><p>　　摘要 太陽是能量的天然來源。地球上每一個活著的生物之所以具有發(fā)揮作用的能力

5、,甚至于是它的生存，都是由于直接或間接來自于太陽的能量。我們的地球處在離太陽差不多有一億英里的地方。它所截取的輻射能少到難以置信 （大約千萬分之三），這么小的一點能量， 實際上比整個世界目前現(xiàn)有的發(fā)電能力還大十萬倍。目前全世界尤其是工業(yè)發(fā)達國家開始感到能量短缺，因此，人們開始求助于太陽能，以解決能源危機。 </p><p>　　太陽能每天都能無限供應(yīng)，而且數(shù)量龐大。如果在大的電廠利用，就減少了溫室效應(yīng)，有些能源專

6、家和環(huán)境保護的專家則認(rèn)為，在滿足人類今后能量需要方面，太陽能的熱影響比任何其他替換品的熱影響要小得多。作為一種不污染環(huán)境，又取之不盡的新能源，它無處不在。尤其是在電力供力方面，有專家認(rèn)為太陽能發(fā)電最終將在電力供應(yīng)中占20%。 </p><p>　　太陽能是一種輻射能，太陽能發(fā)電意味著---要將太陽光直接轉(zhuǎn)換成電能，它必須借助于能量轉(zhuǎn)換器才能轉(zhuǎn)換成為電能。將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的過程確切地說應(yīng)叫光伏效應(yīng)。不需要借助其

7、它任何機械部件，光線中的能量被半導(dǎo)體器件的電子獲得，于是就產(chǎn)生了電能。這種把光能轉(zhuǎn)換成為電能的能量轉(zhuǎn)換器，就是太陽能電池。太陽能電池也同晶體管一樣，是由半導(dǎo)體組成的。它的主要材料是硅，也有一些其他合金。用于制造太陽能電池的高純硅，要經(jīng)過特殊的提純處理制作。太陽能電池只要受到陽光或燈光的照射，就能夠把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽闺娏鲝囊环搅飨蛄硪环?，一般就可發(fā)出相當(dāng)于所接收光能的10~20% 的電來。一般來說，光線越強，產(chǎn)生的電能就越多。為了使太陽

8、能電池板最大限度地減少光反射，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，一般在它的上面都蒙上一層可防止光反射的膜?使太陽能板的表面呈紫色。它的工作原理的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏打效應(yīng)。所謂光生伏打效應(yīng)就是當(dāng)物體受光照時，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動勢和電流的一種效應(yīng)。當(dāng)太陽光或其他光照射半導(dǎo)體的PN結(jié)時，就會在PN結(jié)的兩邊出現(xiàn)電壓（叫做光生電壓）。這種現(xiàn)象就是著名的光生伏打效應(yīng)。使PN結(jié)短路，就會產(chǎn)</p><p>　　引

9、言中國太陽能資源非常豐富，理論儲量達每年17000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。太陽能資源開發(fā)利用的潛力非常廣闊。中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)70年代起步，90年代中期進入穩(wěn)步發(fā)展時期。太陽電池及組件產(chǎn)量逐年穩(wěn)步增加。經(jīng)過30多年的努力，已迎來了快速發(fā)展的新階段。在“光明工程”先導(dǎo)項目和“送電到鄉(xiāng)”工程等國家項目及世界光伏市場的有力拉動下，中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。 </p><p>　　2007年，中國光伏電池產(chǎn)量首次超過德國和日

10、本，居世界第一位。2008年的產(chǎn)量繼續(xù)提高，達到了200萬千瓦。近5年來，中國光伏電池產(chǎn)量年增長速度為1-3倍，光伏電池產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的比例也由2002年1.07％增長到2008年的近15％。商業(yè)化晶體硅太陽能電池的效率也從3年前的13％-14％提高到16％-17％。 </p><p>　　因美國次貸問題而引發(fā)的金融危機，從華爾街迅速向全球蔓延，致使部分金融機構(gòu)轟然倒塌，證券市場持續(xù)低迷，石油價格大幅下滑。中國光

11、伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)近年發(fā)展迅速，成為政府重視、股市活躍、風(fēng)投青睞、各行各業(yè)蜂涌相聚的世界太陽谷。由于設(shè)備、原料和市場三頭在外，它對美國、歐洲和日本等國際市場存在很大依存度。隨著這場金融危機特別是國際油價的大幅下挫，對中國光伏發(fā)電業(yè)的投資資金、出口訂單等方面產(chǎn)生重大影響，但金融危機對光伏產(chǎn)業(yè)的巨大影響一定會在未來的某個時間得到消化。長遠(yuǎn)來看，世界光伏市場的政策推動力依然存在，光伏產(chǎn)業(yè)的市場成長依然強勁。</p><p>

12、　　第一章 太陽能光伏發(fā)電</p><p>　　闡述了當(dāng)前太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理和特點。同時對太陽能發(fā)電的現(xiàn)狀和發(fā)展進行了介紹。關(guān)鍵詞：太陽能熱發(fā)電太陽能光伏發(fā)電槽式碟式塔式光伏20世紀(jì)以來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，使人們對能源的需求量不斷增長。同時由于化石能源資源的有限性，以及他們在燃燒過程中對全球氣候和環(huán)境所產(chǎn)生的影響日益為人們所關(guān)注，因此從資源、環(huán)境、社會發(fā)展的需

13、求來看，開發(fā)和利用新能源和可再生能源是必然的趨勢。</p><p>　　太陽能發(fā)電的主要優(yōu)點在于：太陽能電池可以設(shè)置在房頂?shù)绕綍r不使用的空間，無噪音、壽命長，而且一旦設(shè)置完畢就幾乎不要需要調(diào)整?，F(xiàn)在只要將屋頂上排滿太陽能電池，就可以實現(xiàn)家中用電的自給?，F(xiàn)今太陽能的主要用途已不再是小規(guī)模的，從性質(zhì)上來說，是專業(yè)化的。它從軍事領(lǐng)域、通信領(lǐng)域到城市建設(shè)領(lǐng)域等都起到了重大的作用。委內(nèi)瑞拉還推出廉價太陽能車、歐洲科學(xué)家研制

14、出輕便的可穿在身上的太陽能電池。目前,太陽能的利用存在著巨大的發(fā)展空間，有關(guān)的技術(shù)有可能在短時間內(nèi)實現(xiàn)突破。它已被許多發(fā)達國家作為其能源戰(zhàn)略的一個重要組成部分。</p><p>　　在新能源和可再生能源家族中，太陽能是最引人注目，開展研究工作最多，應(yīng)用最廣的成員。太陽能是一種清潔能源，這對于當(dāng)前人類對環(huán)境污染的重視尤為重要。太陽能還屬于無限的能源。據(jù)專家預(yù)測，太陽的壽命有600億年，而地球的壽命只有50億年，因此

15、太陽能相對于我們?nèi)祟悂碚f是無限的。而且它也不受任何人的控制和壟斷。這些優(yōu)點都是常規(guī)能源所無法比擬的。當(dāng)然太陽能也有不足的地方，比如太陽輻射的強度受到氣候、晝夜、緯度、季節(jié)、海拔的影響，往往需要配備儲能設(shè)備。又如它的能流密度低，實際利用時需要較大的太陽能收集裝置，占地面積大，投資大。這些因素也都制約了太陽能的利用。到本世紀(jì)以來，隨著新材料的應(yīng)用、電子技術(shù)等高科技的高速發(fā)展，為太陽能的有效利用提供了條件。人們將太陽能輻射通過收集和轉(zhuǎn)換變?yōu)榭?/p>

16、直接利用的能源，使太陽能的利用得到相當(dāng)大的發(fā)展。其中利用太陽能發(fā)電就是對太陽能最好的利用。 目前太陽能發(fā)電有兩種方法。一種是將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，然后按常規(guī)方式發(fā)電，稱為太陽能熱發(fā)電。另一種是通過光電器件利用光生伏打原理將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，稱為太陽能光伏發(fā)電。</p><p><b>　　1.1太陽能熱發(fā)電</b></p><p>　　1、太陽能熱發(fā)電

17、系統(tǒng)太陽能熱發(fā)電也叫做太陽能聚光發(fā)電，是將太陽輻射從面積上濃縮產(chǎn)生高溫發(fā)電的裝置。由于太陽光聚集后可以產(chǎn)生高溫，因此該技術(shù)用于與熱發(fā)電機相連來構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)。太陽能聚光技術(shù)最早可以追溯到140年前(D.Mills,2003),Mouchot和Pifre于1882年在法國所做的研究工作。其后，在1888年Ericsson，1901年Eneas，1913年Shuman和1968年Francia在該方面也進行了大量的研究工作。最值得一提的是在上

18、世紀(jì)80年代，由于70年代的石油危機，太陽能熱發(fā)電得到了重視，一批大規(guī)模的太陽聚光器在世界各國安裝。如發(fā)電總功率354MW的槽式太陽能熱電站在美國加洲建成，在十幾年間已經(jīng)發(fā)電超過5000GWh。 當(dāng)前太陽能熱發(fā)電按照太陽能采集方式可劃分為（1）太陽能槽式發(fā)電；（2）太陽能碟式發(fā)電；（3）太陽能塔式發(fā)電；（1）太陽能槽式發(fā)電槽式發(fā)電是最早實現(xiàn)商業(yè)化的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。它采用大面積的單軸槽式太陽能追蹤采光板，通過對太陽光的聚焦，

19、把太陽光聚集到安裝在拋物線形反光鏡焦點上的線形接收器上，并加熱流過接收器的熱傳導(dǎo)液，使熱傳導(dǎo)液汽化，同時</p><p>　　2、太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展與展望1950年，前蘇聯(lián)設(shè)計了世界上第一座太陽能塔式電站，建造了一個小型試驗裝置。70年代，太陽能電池價格昂貴，效率較低。相對而言，太陽能熱發(fā)電效率較高，技術(shù)比較成熟，因此當(dāng)時許多工業(yè)發(fā)達的國家都將太陽能熱發(fā)電作為重點，投資興建了一批試驗性太陽能熱發(fā)電站。據(jù)不完全

20、統(tǒng)計，從1981～1991年，全世界建造的太陽能熱發(fā)電站（500kw以上）約有20余座，發(fā)電功率最大達80MW。80年代中期，人們對建成的太陽能熱發(fā)電站進行技術(shù)總結(jié)后認(rèn)為，雖然太陽能熱發(fā)電在技術(shù)上可行，但投資過大，且降低造價十分困難，所以各國都改變了原來的計劃，使太陽能熱發(fā)電站的建設(shè)逐漸冷落下來。正當(dāng)人們懷疑太陽能熱發(fā)電的時候，美國和以色列聯(lián)合組成的LUZ太陽能熱發(fā)電國際有限公司，自1980年開始進行太陽能熱發(fā)電技術(shù)研究，開發(fā)槽式太陽能

21、熱發(fā)電系統(tǒng)，并成功地進入了商品化階段。于1985年至1991年間在美國加州沙漠建成了9座槽式太陽能熱發(fā)電站，總裝機容量達到了353.8MW[4]。并使發(fā)電成本逐漸下降，預(yù)期能達到5～6美分／kWh。LUZ熱發(fā)電站的成功實踐，激發(fā)起人們對太陽能熱發(fā)電繼續(xù)進行研究開發(fā)的熱情</p><p>　　太陽能光伏發(fā)電太陽能光伏發(fā)電是利用太陽能光伏電池的光生伏打原理把太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電方式。（1）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的

22、組成太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能光伏電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。　太陽能光伏電池板是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負(fù)載工作。太陽能光伏電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。太陽能控制器控制著整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫

23、差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補償?shù)墓δ?。蓄電池一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。在很多場合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器&l

24、t;/p><p><b>　　第二章 建筑一體化</b></p><p>　　簡介：太陽能作為一種潔凈的可再生能源，有著礦物能源不可比擬的優(yōu)越性。中國的太陽能資源十分豐富，為各種太陽能利用系統(tǒng)提供了巨大的市場。由此，建筑界提出“21世紀(jì)建筑”的一個概念即由建筑物自己產(chǎn)生能源，太陽能光伏建筑物一體化（BIPV）便成為21世紀(jì)建筑及光伏技術(shù)市場的熱點。</p>

25、<p>　　隨著2005年2月16號限制各國排放工業(yè)廢氣以控制全球氣候變暖的《京都議定書》的正式生效，如何實現(xiàn)環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展成為全球最強的呼聲。中國作為發(fā)展中國家，能源消耗逐年以驚人的速度增長，而建筑作為能耗大戶(發(fā)達國家的建筑能耗一般占到全國總能耗的1／3以上)，其節(jié)能效益則變得尤其重要。</p><p>　　2.1太陽電池原理 </p><p>　　半導(dǎo)體根據(jù)導(dǎo)電機理的

26、不同可分為P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體。當(dāng)太陽光照射到半導(dǎo)體時，半導(dǎo)體中的電子被激發(fā)而移動，失去電子的地方就形成空穴。P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起在半導(dǎo)體中形成“勢壘”。由P型半導(dǎo)體產(chǎn)生的電子向N型層移動，由N型層中產(chǎn)生空穴向P型層移動。P型層中由于帶有正電荷的空穴數(shù)目增多而帶正電； N型層中由于帶負(fù)電荷的電子數(shù)目增多而帶負(fù)電。當(dāng)達到穩(wěn)定狀態(tài)時，在半導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電壓，稱為太陽電池的開路電壓。當(dāng)用導(dǎo) </p><p>

27、;　　線連接半導(dǎo)體兩端時，光電流在外部回路中流動，稱為短路電流[2]。 </p><p>　　最基本的太陽電池是由P—N結(jié)構(gòu)構(gòu)成的。圖1為典型光電池的剖面圖。</p><p>　　圖1 典型光電池的剖面圖[1] </p><p>　?。ü饩€的光子產(chǎn)生自由電子，頂部金屬網(wǎng)格和底部金屬板通過外電路收集和返還自由電子）</p><p>　　2.2

28、光伏發(fā)電系統(tǒng)[1] </p><p>　　光伏發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)按其系統(tǒng)配置可分為獨立式（stand—alone）連接電網(wǎng)式（grid—alone）2種。 </p><p>　　當(dāng)不可能或沒必要與電網(wǎng)連接時，獨立式光電系統(tǒng)（stand—alone systems）較適用（圖2）。這種系統(tǒng)白天產(chǎn)生的多余電能儲存在電池組中，以備夜間及昏暗多云天使用。 </p><p>　　圖2

29、獨立式光電系統(tǒng)[1] </p><p>　?。ㄒ粋€獨立式系統(tǒng)需要電池儲存電力以供夜間使用，還需要一個將直流電變成交流電的反用換流器）　　 </p><p>　　當(dāng)有電網(wǎng)時，就不需電池組儲能了。因為電網(wǎng)已經(jīng)充當(dāng)了一個大的蓄電池的作用。連接電網(wǎng)式如圖3所示。當(dāng)太陽能電池板供電不足時，由電網(wǎng)向用戶供電，相反的，若太陽能電池板供電大于用戶需求，剩余的電可通過直交流逆變換器輸送到電網(wǎng)。只需在連接電網(wǎng)

30、時安裝一塊雙向計量電度表即可解決電力收費的問題。這種系統(tǒng)特別適合于已有電網(wǎng)供電的用戶，不僅可省去蓄電他的設(shè)置，減少初投資和運行維護費用，而旦有利于削減因采用空調(diào)設(shè)備而造成的夏季白天用電高峰的問題。 </p><p>　　圖3 一個典型的電網(wǎng)連接充電系統(tǒng)[1] </p><p>　?。ò滋?，多余的電流將流入電網(wǎng)，計量表會倒轉(zhuǎn)）</p><p>　　2.3 BIPV建筑

31、一體化 </p><p>　　太陽能光伏—建筑一體化BIPV(Building Integrated　Photovoltaics,)是應(yīng)用太陽能發(fā)電的一種新概念：在建筑為維護結(jié)構(gòu)外表面鋪設(shè)光伏陣列提供電力?？梢哉f在眾多可再生能源發(fā)電技術(shù)中，光伏發(fā)電是最綠色最環(huán)保也是最值得期待的一項技術(shù)。 </p><p>　　1、BIPV的優(yōu)越性 </p><p>　　1）可原地發(fā)

32、電、原地使用，減少電流運輸過程的費用和能耗 </p><p>　　2）避免了放置光電陣板的額外占用寶貴的建筑空間與建筑結(jié)構(gòu)合一，省去了單獨為光電設(shè)備提供的支撐結(jié)構(gòu) </p><p>　　3) 使用新型建筑維護材料，節(jié)約了昂貴的外裝飾材料（玻璃幕墻等），減少建筑 物的整體造價，且使建筑外觀更有魅力 </p><p>　　4) 因日照處在高壓電網(wǎng)用電高峰期，BIPV系統(tǒng)

33、除保證自身建筑內(nèi)用電外，還可以向電網(wǎng)供電，舒緩了高峰電力需求，解決電網(wǎng)峰谷供需矛盾，具有極大的社會效益； </p><p>　　5) 杜絕了由一般化石燃料發(fā)電所帶來的嚴(yán)重空氣污染，這對于環(huán)保要求更高的今天和未來極為重要； </p><p>　　6) 由于光伏陳列安裝在屋面和墻面上，并直接吸收太陽能，避免了墻面溫度和屋頂溫度過高，降低了空調(diào)負(fù)荷，并改善了室內(nèi)環(huán)境。 </p>&

34、lt;p>　　2、BIPV的形式與特點[5] </p><p>　　在80年代，光伏地面系統(tǒng)除大量用于偏僻無電地區(qū)、游牧家庭、航海燈塔、孤島居民供電以及某些特殊領(lǐng)域外，已開始進入一般單獨用戶、聯(lián)網(wǎng)用戶和商業(yè)建筑。進入90年代后，隨著常規(guī)能源的日益枯竭而引起的發(fā)電成本上升和人們環(huán)境意識的日益增強，一些國家紛紛開始實施、推廣BIPV系統(tǒng)。 </p><p>　　光伏與建筑的結(jié)合有兩種方式

35、：一種是建筑與光伏系統(tǒng)相結(jié)合；另外一種是建筑與光伏器件相結(jié)合。 </p><p>　　1) 建筑與光伏系統(tǒng)相結(jié)合 </p><p>　　把封裝好的的光伏組件（平板或曲面板）安裝在居民住宅或建筑物的屋頂上，再與逆變器、蓄電池、控制器、負(fù)載等裝置相聯(lián)。光伏系統(tǒng)還可以通過一定的裝置與公共電網(wǎng)聯(lián)接。這點內(nèi)容在上一節(jié)光伏發(fā)電系統(tǒng)已介紹過。 </p><p>　　2) 建筑與光

36、伏器件相結(jié)合 </p><p>　　建筑與光伏的進一步結(jié)合是將光伏器件與建筑材料集成化。一般的建筑物外圍護表面采用涂料、裝飾瓷磚或幕墻玻璃，目的是為了保護和裝飾建筑物。如果用光伏器件代替部分建材，即用光伏組件來做建筑物的屋頂、外墻和窗戶，這樣既可用做建材也可用以發(fā)電，可謂物盡其美。 </p><p>　　目前光伏與建筑結(jié)合總結(jié)起來大約有8種安裝方式，如表1所示。下面將分別從光電設(shè)備作屋面板

37、、光電設(shè)備作建筑立面、玻璃窗與光電設(shè)備、光電設(shè)備與遮陽設(shè)備四方面分別介紹[1]。 </p><p>　　表1 光伏與建筑結(jié)合的8種形式[10] </p><p>　　1） 光電設(shè)備作屋面板[1] </p><p>　　用光電設(shè)備作屋面板時的理想屋頂應(yīng)為斜屋頂。因為可以獲得理想的傾角，相對于平屋頂而言，少了附加支撐帶來的不協(xié)調(diào)。鋸齒形的高側(cè)窗也要比平屋頂好得多，因為南

38、向坡被建筑光電一體式設(shè)備占據(jù)了，北向玻璃窗就可用于晝光照明。</p><p>　　如果光電板與屋頂成為一體，則其夏天需要通風(fēng)以降溫，冬天則可以收集這些余熱以采暖。結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。　</p><p>　　圖4 光電板與屋頂?shù)慕Y(jié)合[1] </p><p>　?。ü怆娫O(shè)備下面通風(fēng)，夏天可避免光電元件過熱，冬天可用于加熱建筑）　　 </p><p>

39、;　　美國著名的UNl—SOLAR的太陽能屋頂產(chǎn)品則另外一番特色，他是直接將非晶薄膜太陽能電池生成在薄鋼片上，鋼片可以任意裁剪。所以，一片太陽能電池板長度可以做到屋頂?shù)膶挾?。另外，沒有玻璃，不易破損；弱光性好；輕便易裝。 </p><p>　　2）光電設(shè)備作建筑立面 </p><p>　　由于大尺度新型彩色光伏模塊的誕生，將其安裝在立面不僅節(jié)約了昂貴的外裝飾材料（玻璃幕墻等），減少建筑物的

40、整體造價，且使建筑外觀更有魅力；如果建筑有凸窗欞，必須保證窗欞較薄，使光電板不至于產(chǎn)生太多陰影。在保持玻璃幕墻的外觀整潔方面，德國 RWE的非晶太陽能玻璃幕墻做得非常優(yōu)秀，為了防止電池片之間的連線有礙觀瞻，他們的專利技術(shù)專門解決了電池片之間的“無線”連接[4]。 </p><p>　　如果光電設(shè)備安裝在屋頂，則最好在設(shè)備下部留下一定量的空氣層以供設(shè)備降溫，同時冬天可以收集熱空氣采暖。具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。 <

41、/p><p>　　圖4 光電設(shè)備安裝在屋頂[1]　　 </p><p>　　雙層墻可使空氣在夏季流溢出來以給光電設(shè)備及建筑降溫。冬天可用熱空氣加熱建筑北部 </p><p>　　3） 玻璃窗與光電設(shè)備 </p><p>　　這里介紹兩種典型的玻璃窗系統(tǒng)。一種是半透明的更像淺色玻璃窗；另一種是由透明玻璃窗上安裝不透明光電元件，這些元件的排列間距決定

42、了玻璃窗的透光率，就像我們在玻璃窗上涂上井字網(wǎng)一樣。 </p><p>　　太陽電池可以和不同的玻璃結(jié)合制成各種特殊的玻璃幕墻和天窗，如：隔熱玻璃組件、防紫外線玻璃組件、防盜或防彈玻璃組件、防火組件等等。 </p><p>　　目前有一種僅用紅外輻射發(fā)電的光電玻璃窗正在研制中。這樣，既可以發(fā)電又可降低晝光溫度，相信正是多數(shù)向南的辦公大樓所需要的。 </p><p>

43、　　4） 光電設(shè)備與遮陽設(shè)備 </p><p>　　光電系統(tǒng)即可整體組合于入口雨篷中，也可組合與一些獨立式遮陽結(jié)構(gòu)中。就目前而言，雖然巴光電板用于露天停車場遮陽上的費用較高，但遮陽結(jié)構(gòu)與光電發(fā)電器相結(jié)合終究物有所值。隨著電力汽車的數(shù)量增加，這些結(jié)構(gòu)最終會成為理想的充電站?！?</p><p>　　3、BIPV對太陽電池的特殊要求[10] </p><p><b

44、>　　1） 顏色方面 </b></p><p>　　當(dāng)太陽電池作為南立面的幕墻或天窗時，考慮到電池板的反光而造成光污染的現(xiàn)象，就會對太陽電池的顏色和反光性提出要求，即可采用具有不均勻反光的多晶硅太陽電池組件做幕墻或是安裝在人們視角之內(nèi)的大坡度屋頂。對于晶體硅電池則可以用腐蝕絨面的辦法將其表面變成黑色或在蒸鍍減反射膜的時候加入一些微量原色來改變太陽電池表面的顏色?！　?</p>&l

45、t;p><b>　　2）透光要求 </b></p><p>　　當(dāng)太陽電池用作天窗、遮陽板和幕墻時，對于它的透光性有一定要求。一般選用非晶硅太陽電池，因為它可制作成茶色玻璃一般的效果，透光好而且投影十分均勻柔和。而對于本身不透光的晶體硅太陽電池，需要透光時只能將組件用雙層玻璃封裝，通過調(diào)整電池片之間的空隙來調(diào)整透光量?！　?</p><p>　　2） 尺寸和形狀

46、的要求 </p><p>　　因為考慮到與建筑的結(jié)合，一般正規(guī)的方形很難滿足特殊造型的需求。這方面還有待制作工藝的進一步提高。　　 </p><p>　　2.4 BIPV在國外 </p><p>　　太陽光發(fā)電是21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的前沿陣地，世界各地的政府都支持太陽光發(fā)電事業(yè)。歐盟可再生能源白皮書和“起飛運動”是歐洲太陽光發(fā)電的里程碑；德國政府的“十萬個光伏屋頂計劃”

47、和德國新的“可再生能源法”保證私人的太陽光發(fā)電系統(tǒng)用不完的電，可以上電力網(wǎng)賣給國家電力公司；美國政府的“克林頓總統(tǒng)百萬太陽光發(fā)電屋頂計劃”即在2001年前將要為100萬個美國家庭的每一戶安裝3~5KW太陽光發(fā)電屋頂；日本政府在“陽光規(guī)劃”執(zhí)行后，2000年又推出《新陽光規(guī)劃》，對光伏屋頂系統(tǒng)實行強有力的補貼政策，使居民光伏屋頂系統(tǒng)最近5年平均年增產(chǎn)率為96.7%，成為目前世界光伏發(fā)電的最大市場[8]?！　?</p><

48、;p>　　有人作過樂觀估計，在今后太陽能發(fā)電隨著技術(shù)的不斷改進將更加迅猛的發(fā)展，到010年發(fā)電量將達到4.6GWp，累計容量將達到20GWp。到21世紀(jì)中也，陽光發(fā)電量將占世界總發(fā)電量的15%~20%，超過核能，成為人類的基本能源之一。 </p><p>　　2.5 BIPV在中國 </p><p>　　雖然目前還沒有并網(wǎng)發(fā)電的法律依據(jù)，以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有鼓勵補貼措施，然而，許多

49、公司正在積極建設(shè)城市并網(wǎng)發(fā)電示范工程。悉尼奧運會是迄今為止最“綠”的一屆奧運會。中國的奧運會和世博會，將肯定更“綠”。就在去年12月份召開的2004上海市金屬學(xué)會年會上，太陽能電池專家殷秒廷透露，為配合世博會的召開和應(yīng)對能源的緊缺，上海正在籌備一項名為“十萬屋頂計劃”的工程即在上海十萬戶家庭的房頂上安裝太陽能發(fā)電裝置，屆時上海的“十萬屋頂計劃”將為我國的太陽能源發(fā)展起到表率作用。另外據(jù)了解2008年北京奧運場館外墻也將貼上太陽能電池，周

50、圍80%~90%的路燈和洗浴熱水將來自太陽能光伏技術(shù)[8]?！　?</p><p>　　總之，光伏與建筑集成的BIPV產(chǎn)品作為龐大的建筑市場和潛力巨大的光伏市場兩者的結(jié)合點，必將存在著無限廣闊的發(fā)展前景。 </p><p>　　2.6 太陽能利用與建筑一體化的優(yōu)點 </p><p>　　（1）有利于人們生活環(huán)境的生態(tài)保護，不但降低了日益嚴(yán)重的生態(tài)污染，而且有效地減

51、少常規(guī)能源的使用量，降低了能耗。 </p><p>　　（2）解決了目前單臺太陽能熱水器各戶自行安裝不規(guī)范、不統(tǒng)一，且先建筑后設(shè)置，特別是設(shè)置在坡屋面上，對城市的景觀、建筑維護等帶來不利影響。 </p><p>　?。?）太陽能熱水器是一種綠色環(huán)保的產(chǎn)品，不但具有明顯的節(jié)能效果，而且使用安全，壽命長，為人們創(chuàng)造一個安全、高舒適性的生活環(huán)境，提高了生活水平。 </p><

52、p>　?。?）太陽能與建筑一體化，采用“瓦片式”可替代坡屋面上部分建筑瓦片，既減少建筑成本，又達到防水、遮陽的效果，與建筑融為一體，外觀獨特美觀。 </p><p>　?。?）分戶計量，按表收費，便于管理；集中供水可進行上下水、水溫、水位的自動控制，定溫輸水采用自然循環(huán)，使用方便。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p&g

53、t;　　四月維夏，山有嘉卉。初春的綠城早已艷陽朝天，花滿枝頭，欣欣向榮。在這個美好的季節(jié)里，我在電腦上敲出了最后一個字，心中涌現(xiàn)的不是想象已久的歡欣，卻是難以言喻的失落。是的，隨著論文的終結(jié)，意味著我生命中最純美的學(xué)生時代即將結(jié)束，盡管百般不舍，這一天終究會在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來臨。</p><p>　　三年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識，更重要的是在閱讀、實踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達能力和廣闊視野。很

54、慶幸這些年來我遇到了許多恩師益友，無論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長。感恩之情難以用語言量度，謹(jǐn)以最樸實的話語致以最崇高的敬意。</p><p>　　感謝我的恩師賴國勝老師。三年來，賴國勝老師對我的學(xué)習(xí)和研究都非常嚴(yán)格，并給予了悉心的指導(dǎo)，使我受益菲淺。從恩師身上我體味到了豐富的學(xué)養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)、求實的態(tài)度，勤奮的精神，這都成為了我不斷前行的動力和標(biāo)桿。感謝三

55、年來那些教過我的老師們………………一路有你們的陪伴使我變得更加堅強，更加懂得做人和做事的方法。至此向你們致敬！！</p><p>　　還要感謝我的父母，給予我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機會，養(yǎng)育之恩沒齒難忘；感謝我的同窗好友王明，在我最困難的時候總能給予我安慰和鼓勵，讓我重拾信心。</p><p>　　還有許多人，也許他們只是我生命中匆匆的過客，但他們對我的支持和幫助依然在我記憶中留

56、底了深刻的印象。在此無法一一羅列，但對他們，我始終心懷感激</p><p>　　最后，我以《瓦爾登湖》里的一句話結(jié)束我的論文，并以此作為未來乘風(fēng)破浪的心靈腳注：使我們視而不見的光亮，對于我們就是黑暗。但我們清醒時，曙光才會破曉。來日方長，太陽只是顆啟明星。以此為記。

57、 </p><p><b>　　參考文獻　</b></p><p>　　1 諾伯特.萊希納.張利等譯，董務(wù)民校.2004.建筑師技術(shù)設(shè)計指南——采暖.降溫.空調(diào)[M].第二版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，174—182.</p>

58、<p>　　2 西安建筑科技大學(xué)綠色建筑研究中心.1999.綠色建筑[M].北京：中國計劃出版社,223—224.</p><p>　　3 何偉，季杰. 2003.光伏建筑一體化對建筑節(jié)能影響的理論研究[J].暖通空調(diào) .33(6):8—11.</p><p>　　4 馬樹生.2003.建筑一體化太陽能光伏發(fā)電技術(shù)（BIPV）與中國.陽光能源[J].6:18—19.</p