光伏幕墻屋面系統(tǒng)技術的應用研究

高愛民

摘 要：現(xiàn)代建筑技術的發(fā)展使人們對住宿條件的要求有了新的認識，光伏建筑一體化的建筑概念，促進了光伏幕墻的推廣與發(fā)展。光伏幕墻系統(tǒng)是通過將建筑物屋頂和墻面圍護結構與光伏發(fā)電集成起來，使建筑物能利用太陽能資源產生電能，起到節(jié)能環(huán)保的作用，達到綠色建筑的要求。本文通過對光伏幕墻屋面系統(tǒng)技術的了解，分析光伏幕墻屋面系統(tǒng)技術在房屋建設中的應用。

關鍵詞：光伏幕墻；屋面系統(tǒng)建設；應用研究

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）07-0052-01

1 光伏幕墻系統(tǒng)技術使用狀況

光伏幕墻系統(tǒng)主要使用的是光伏幕墻結構技術、電能儲存作用、并網(wǎng)技術以及光電轉換系統(tǒng)等多種運用高新技術的綜合應用系統(tǒng)。光電轉換技術主要是指通過半導體所具有的光生伏特效應，將太陽輻射轉變?yōu)殡娔埽源藖沓浞掷觅Y源。最初利用這種技術是以研發(fā)太陽能電池為基礎，如今利用光伏幕墻系統(tǒng)主要產生的太陽能電池有晶體硅和非晶體硅兩種。光伏幕墻結構技術結合光伏發(fā)電技術與建筑幕墻技術的開發(fā)，并不適合不同建筑的光伏幕墻設計。建筑幕墻不僅可以滿足人們對于通風、觀景以及采光方面的要求，還能讓建筑物自身充分利用太陽輻射從而產生電能。由于各個地區(qū)具有不同的氣候條件，因此各地的建筑風格和結構有很大的差別。

選擇適合的光伏玻璃組件形成光伏幕墻系統(tǒng)，它不僅具有較好的抗風性能、保溫散熱、隔音效果、水密、氣密性能以及遮掩效果等建筑外圍護必須的性能，還起到了良好的裝飾作用，并且它還具備發(fā)電功能、建筑圍護、建筑節(jié)能、建筑裝飾以及太陽能利用等多種功效，真正做到節(jié)能環(huán)保、綠色建筑的現(xiàn)代建設和滿足其住宿要求。

2 光伏幕墻系統(tǒng)設計的性能要求

光伏幕墻系統(tǒng)性能的體現(xiàn)，與建筑物所在地的地理環(huán)境以及氣候條件有直接的聯(lián)系。例如沿海地區(qū)由于是臺風多發(fā)地區(qū)，幕墻的抗風性能和水密性需要達到較高的等級。結合建筑物自身的特點，如建筑物的體型設計、高度、造價等會對光伏幕墻設計帶來的影響的條件，根據(jù)光伏幕墻的設計需要、建筑地理環(huán)境以及建筑物的設計特點，進行施工調整，達到光伏幕墻的功能合理設計。下文將闡述在光伏幕墻設計時應注意的要點。

2.1 光伏系統(tǒng)設計與建筑設計相互配合

日照角度在一定程度上會影響光伏幕墻系統(tǒng)的設置，因而在施工時需找出最佳日照角度并科學分析其日照量，保證光伏幕墻設置后能充分吸收太陽光線，因此要選擇不具備遮擋物和能夠充分吸收太陽光的位置來安裝光伏系統(tǒng)。當光伏幕墻分布的建筑面不同時，由于朝向不同其光照強度也不同，此時可能會導致幕墻組件間的電壓和電流不穩(wěn)，從而影響其整體發(fā)電效率。針對這樣的問題需要考慮在建筑物的立面安裝光照程度進行分布設計，使光伏幕墻各組件間的連接與標準電力組件性能相等，達到組件相互配合的效果提高整體發(fā)電率。

2.2 合理選擇光伏組件

光伏玻璃組件應該根據(jù)位置不同、光照度不同，從而選擇合適的類型。例如光伏幕墻組件設置在建筑物墻面時，由于安裝傾斜角度往往不能達到最佳位置，光伏組件設置的位置經常低于光照度，針對這樣的情況就需要選擇弱光性能好的光伏玻璃組件。在選用光伏幕墻組件時還需要考慮建筑物的使用率，由于建筑物一般的使用期限為50a，因此根據(jù)年限選用光伏玻璃組件，避免了組件使用年限低導致不能達到發(fā)電效果和組件裝置使用率高造成的資源浪費。

2.3 光伏幕墻的散熱降溫、采光性能

光伏幕墻系統(tǒng)在發(fā)電時會產生較高的熱量，出現(xiàn)這樣的狀況是因為幕墻系統(tǒng)把熱量裝換為電能，造成的負溫度效應這樣的情況會導致發(fā)電率的下降，而且會帶來大量的熱量造成室內溫度過高。因此在設計光伏幕墻時要采取相應措施來對光伏電池的溫度進行控制，如散熱和降溫等。若有需要，也可以采用外循環(huán)雙層幕墻形式，利用雙層幕墻進行中間通道散熱，在提升發(fā)電率的同時保證室內溫度。

光伏幕墻建設在可視部分，因此需要良好的采光效果和保持一定的透光度。太陽能光伏玻璃組件為了滿足不同的采光效果，需要選用不同的組件類型。為了達到采光效果可以采用單晶硅和多晶硅光伏玻璃，通過對硅片電池的間隙以及邊緣縫隙進行控制來滿足所需要的透光度。除此之外，還可以通過改變電池片的排列設計組合形式，來滿足不同建筑結構的采光需要。

3 光伏幕墻系統(tǒng)的技術應用

光伏幕墻系統(tǒng)在建筑中的應用，為現(xiàn)代建筑設計帶來很大的優(yōu)勢，完全滿足了現(xiàn)代人們對建筑住宿條件的需求。但是由于光伏幕墻系統(tǒng)在應用中受到了許多外在因素的制約，因此光伏幕墻系統(tǒng)在使用的過程中還是需要有新型技術作為支撐，幫助解決光伏幕墻系統(tǒng)在設計中遇到的問題。使用光伏幕墻裝置，不僅能有效的減少由于溫度升高對光伏組件的發(fā)電效率所造成的影響，還能夠更充分的利用資源，提高居民的舒適度。

光伏幕墻系統(tǒng)技術的應用，在建筑項目開發(fā)時應該先與建筑師以及光伏技術依托廠家的工程師進行積極的交流，達到相互配合、協(xié)助工作的效果。在這個過程中需要完成以下幾點目標。其一，在溝通施工設計時需要確定太陽能光伏玻璃幕墻系統(tǒng)的建筑立面，采光頂及雨篷設置等不同部位的應用技術。其二，選用光伏幕墻材料時，應該選用專用型的材料，保證材料質量和使用年限。其三，光伏幕墻使用的隱性式專用光伏玻璃組件技術需要進一步的完善。其四，雙層光伏玻璃幕墻有很大的使用空間，因此要注意雙層幕墻通道的通風、換氣的效果，設置防火等安全設施。最后，隱性框以及明框的光電玻璃幕墻的安裝和布線技巧，也是光伏幕墻系統(tǒng)技術應用中需要重點把握的環(huán)節(jié)。

4 結語

隨著現(xiàn)代建筑技術的發(fā)展，建筑要求也在逐漸提高。在21世紀的今天節(jié)能環(huán)保的綠色建筑已經成為了建筑的新主題。光伏幕墻系統(tǒng)順應時代大潮，在未來的使用范圍會越來越廣，因此對光伏幕墻系統(tǒng)進行技術研究，能為建筑外圍護工程打好基礎。

參考文獻

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