该技术利用非晶硅锗薄膜技术的轻质、弱光发电、温度系数低、透光率高、易安装等特点,结合建筑造型或建筑构件,设计专用光伏组件,制成光伏幕墙、光伏采光顶、光伏遮阳板等产品,结合智能微网及储能系统,实现绿色建筑可再生能源的高效利用。
适用范围:既有建筑、新建建筑的外围护结构体系,包括光伏幕墙、光伏采光顶、光伏遮阳板等。
(二)技术措施
1、性能指标
表1 标准BIPV组件基本参数
1、标准BIPV组件 | HNS-BT63B | ||||
衬底材料 | TCO玻璃 | ||||
组件类型 | PIN/PIN/PIN三结非晶硅锗叠层电池,双玻封装背接不透光 | ||||
2、透光组件电性能 | |||||
最大功率(W) | 63 | 最大系统电压(V) | 1000 | ||
最大功率点电压(V) | 70 | 最大保险丝额定电流(A) | 2 | ||
最大功率点电流(A) | 0.93 | 温度系数 | |||
开路电压(V) | 89 | 电流温度系数(/℃) | 0.02% | ||
短路电流(A) | 1.12 | 电压温度系数(/℃) | -0.20% | ||
功率公差(W) | 0/+3 | 功率温度系数(/℃) | -0.19% | ||
3、结构参数 | |||||
长(mm) | 1245 | 接线盒厚(mm) | 20/10 | ||
宽(mm) | 635 | 接线盒等级 | IP67 | ||
厚(mm,不含接线盒) | 9.7 | 接线盒引出线长度(mm) | 450 | ||
重量(kg) | 18.6 | 交联材料 | PVB | ||
组件面积(m2) | 0.79 | 前板玻璃(光入射面) | 3.2mm透明导电玻璃 | ||
接线盒类型 | 背接/侧接 | 后板玻璃(组件背面) | 6.0mm半钢化/钢化玻璃 | ||
光伏与建筑一体化,是把光伏组件作为建筑材料,集成安装在建筑物上,使其成为建筑物不可分割的一部分。既能满足光伏发电的功能,又具有遮风、挡雨、隔热等建筑外围护的功能。技术特点如下:
(1)可定制多样化组件及其安装方式,主动节能提供电力,同时还提供建筑外围护结构的节能保温、密封防水、隔离降噪等功能要求;
(2)薄膜光伏组件弱光发电强,颜色可通过 PVB 胶膜调节,透光均匀,从而在节能发电的同时,满足建筑采光、隔音、隔热等建筑功能的设计要求,增加建筑的美观性;
(3)薄膜BIPV组件的材料和电气属性、不同安装倾角、同一位置安装的不同方位角均不同程度地影响系统的发电量。以北京地区透光率20%、立面垂直安装的光伏幕墙为例,根据测算每平米光伏幕墙全生命周期内(25年)可为用户提供860kWh电能;建筑能耗方面,相比于传统节能方式,光伏幕墙的使用可减少隔热电动遮阳卷帘、铝合金遮阳百叶等使用维护量;同时光伏幕墙继承了LOW-E玻璃的隔音隔热性能,节省了大量空调制冷电费,合计测算25年内为客户建筑节能每平方米约2660kWh;
3、应用要点
(1)外观规划设计:光伏与建筑一体化应用,应在建筑规划期就充分考虑,争取在最大程度上做到与建筑的一体化融合,使其具备建筑材料功能,实现建筑的主动节能和光伏发电的功能,是较好的光伏利用形式。建筑一体化型光伏构件的布置,首先要满足建筑材料功能,做好建筑外观的规划设计,同时应充分考虑光伏系统的发电效率优化。
(2)总容量确定:根据建筑设计、周围建筑和其它构件的遮挡情况、建筑采光要求、线缆桥架布置要求、检修通道等因素具体划分实际可安装的区域,按光伏组件的尺寸规格和安装角度要求,计算出光伏组件总容量。
(3)光伏与建筑一体化系统,要求建筑结构质量良好,结构寿命超过25年,有足够的承载力,周边环境无遮挡等。
(4)对于有特殊颜色要求的项目:薄膜电池可以通过控制膜层的厚度,调节薄膜电池颜色的深浅,同时,使用不同颜色的PVB胶片和不同的激光刻划宽度来实现薄膜组件不同的外观。
(5)组件形状、结构:亦可根据业主确定的方案要求进行定制。
中空组件 | 拼接组件 | 异形组件 |
透光组件 图2组件形状、结构 |
(三)推广原因
光伏与建筑一体化系统是利用能够用来代替建筑围护结构如屋顶、天窗、幕墙等传统建筑材料的一类光伏建材,满足建筑功能和建筑形式美的同时,还能产生新能源电力,切合当今绿色建筑的核心理念特征,符合本市绿色建筑的推广要求。
(四)标准、图集、工法或专利、获奖
《建筑用太阳能光伏中空玻璃》GB/T29759、《建筑用太阳能光伏夹层玻璃》GB/T29551、《地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型》GB/T18911IEC 61646、《光伏发电工程验收规范》GB/T50796、《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》JGJ203、《光伏建筑一体化系统运行与维护规范》JGJT264、《建筑太阳能光伏系统设计与安装》10J908-5、《光伏幕墙》等专利、中华新能源行业贡献奖。
(五)参考案例
国家体育场(鸟巢)项目、汉能总部BIPV项目一期工程、汉能清洁能源展示中心项目、亚运新新家园、北京雁栖湖APEC会址BIPV光伏车棚等。
表2 案例工程与应用情况
案例一 | 汉能总部BIPV项目一期工程 |
应用 情况 |
1)建筑的立面设计与光伏太阳能技术的应用相结合,主要外装饰材料为单元式太阳能光伏组件; 2)安装总面积:6000㎡,融合了幕墙、连廊、采光顶、柔性屋顶、车棚等BIPV一体化建筑方式,年发电300万度,节约电费1.46元/度,补贴0.42元/度,实现良好的经济效益,可解决办公楼20%的能源需求。 3)本项目充分体现了绿色、环保理念和意境追求的“灵动”表达。项目在原既有建筑平面功能布局不变的前提下,通过对不同类型光伏组件的合理使用,采用整体性设计手法,使整个建筑立面风格色调统一协调,并与环境和谐共生。 |
案例 实景 |
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案例二 | 汉能清洁能源展示中心 |
应用 情况 |
1)屋顶直接采用超长光伏柔性组件粘接于大曲跨度面金属基板之上,安装效果连贯简洁、贴合平顺,完美展现了屋顶外观雄伟大气的设计效果; 2)建筑立面上光伏组件的变化,通用参数化设计拟合,形成光的律动感觉、达到移步异景的光影效果,形成具有整体性、标志性及象征性的现代建筑外形; 3)总装机:220kWp,年发电27万度,采用微网储能的能源管理形式,最大程度低满足建筑物自身的用电需求; |
案例 实景 |
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案例二 | 北京雁栖湖APEC会址BIPV光伏车棚 |
应用 情况 |
1)采用兼顾采光与发电的标准BIPV绿色建材构件,成为APEC会址亮点建筑; 2)总装机容量:12.2kWp,年发电量1.7万度,所发电力可供建筑照明等用电需求,实现绿色电力的自发自用。 |
案例 实景 |
技术持有方 | 产品技术 | 价格 | ||
北京汉能薄膜太阳能电力工程有限公司 | 建筑光伏一体化应用技术 | 800~2000元/㎡ | ||
联系人 | 陈文华 | 电话 | 010-83914567-6302 | |
手机 | 18051950257 | |||
邮箱 | chenwenhua@hanergy.com | |||
网址 | www.hanergy.com | |||
单位地址 | 北京市朝阳区北辰西路8号院北辰世纪中心B座5层 | |||