零碳建筑的重頭戲:太陽能集成光伏建筑一體化

光伏技術是利用太陽能模塊將太陽能(光)轉化為電能(電)的技術。用它建筑集成光伏系統,簡稱BiPV,是將太陽模塊集成到建筑外圍護中應用起來。

光伏技術是利用太陽能模塊將太陽能(光)轉化為電能(電)的技術。用它建筑集成光伏系統,簡稱BiPV,是將太陽模塊集成到建筑外圍護中應用起來。

? ? ? 幕墻集成太陽能裝置(31.7 kwp幕墻)是Kassel SMA太陽能學院內外的核心設計元素。建筑的南幕墻完全鑲嵌玻璃,由帶有集成太陽能模塊的優質遮光罩玻璃組成。此外,內置于玻璃中的模塊可在建筑內部提供舒適的半影效果。
? ? ? BiPV的概念不僅僅局限于將光轉換為電能,它還包括將太陽能發電裝置并入建筑物外殼,因為PV模塊具有多種功能建筑、建筑物理和建設性可以被設計。
? 這種多功能太陽能發電組合技術具有以下優勢:
  • 天氣保護,
  • 隔熱層,
  • 防曬霜,
  • 保護視覺,
  • 隔音效果,
  • 電磁屏蔽阻尼,
  • 防盜保護,
  • 曝光(燈光衰減和線路),
  • 空調和
  • 設計/美學。
? ? ?以建筑集成光伏系統功能合理組合方式的數量為例建筑外殼的各個部分會得到一系列的結果集成能力例如,對于GiPV:
  • 在屋頂上
  • 在幕墻上
  • 以及在窗口(window)和相關的遮光板營造。
? ? ? 樣品大使館“藝術工作室”和Ed Züblin AG演示了不同類型的建筑集成光伏組件,如豎梃閂鎖幕墻中的經典線狀儲集器模塊、一個預裂的建筑,以及用于建筑設計的帶有懸臂式外罩構件的玻璃幕墻。
? ? ?光伏組件成功集成到建筑外殼中的重要因素是盡管各個建筑項目有所不同在尺寸、形狀、材料、透明度和設計上插入到整體圖中。要集成的因此,PV模塊必須具有相當的適應性。此外,在集成光伏組件時,必須作為零件的替代品他們的靜態被關注。

建筑集成光伏發電的太陽能電池類型

兩種類型的太陽模塊可用于建筑集成光伏系統:

1.晶硅太陽能模塊

? ? ?例如,您可以使用晶體模塊由所謂的硅晶片所組成。它們大部分是串行連接的。每個模塊之間的晶片網格甚至不同,都是由晶片的尺寸和15到25厘米的間隙所組成,而這些間隙是由于它們之間的互連和絕緣所必需的。
? ? ?就像太陽能電池板模型是否附帶單晶硅或多晶硅用于,其中提高效率15%至20%的單晶在最佳方位不僅高于多晶,而且現在也是可行的。但是,在這里應該注意到,就在建筑集成光伏系統中太陽能電池模塊的最佳對準并不總是可行的是嗎
? ? ?就像有益于晶體太陽能模塊讓他們以多種方式包裝可以。兩者都可以玻璃和塑料包裝是可能的,不同的材料厚度使您可以輕松實現還有一個部分儲存格透明度是可能的。
? ? ?優點有很多,當然缺點也有,包括太陽能電池是天然結晶對掩埋場的脆弱性尤其是在高溫下就像它們在建筑集成中并不罕見效能降低還有結晶型太陽能電池斷裂易受傷害且剛度較低。

2.薄膜技術

? ? ? ? 薄膜太陽能電池板襯底,如玻璃上。在目前最常用的玻璃體中,留下薄膜模塊幾乎沒有大小變化?;宀Aн€允許結構變化不大,例如包含加固材料以使其安全。原因是高溫下,用于生產太陽能電池,所含材料(如特種薄膜)將無法正常工作。

? ? ? ?相反,如果你使用薄膜太陽能電池板用鋼或銅制成的塑料或金屬膠帶基于這些尺寸和包裝都各不相同。結果是非常靈活、輕便太陽能電池模塊,其效率根據技術而定,估計為6%到14%。在這方面,對于建筑集成來說,薄膜太陽能電池在非最優方向下的產量更高是很重要的。這是因為處理漫射光和弱光的能力。此外,薄膜細胞不易受高溫影響。

perowskit太陽能電池,如波蘭制造商Saule Technologies生產的太陽能電池,特別適合于建筑集成應用,不僅需要傳統的能源生產,還需要其他家用技術功能。

光伏系統在建筑中的集成等級

? ? ?光伏集成在建筑外殼中分為三個階段,它們并存:

? ? ?第一級集成:應用程序(可視集成)-加法集成

? ? ? ? ?光伏組件在建筑物外殼之前或之上附加應用尤其是 PV設備在庫存建筑上的改造這就是PV工廠與建筑沒有很好的建筑工程聯系開-只有點錨定。也就是說,建筑外殼的建筑和功能不需要為這種外部建筑集成光伏做出任何改變。因此,集成級別I為在每一種幕墻上有可能。

第二級集成:建設性添加-替換

? ? ? 在此集成級別,您可以理解太陽能電池模塊作為建筑外殼的一個組成部分,因為您建設性地整合例如,作為發電廠和氣候的組合,PV模塊是節能設計的建筑外殼的最外層,同時也完成了建筑保護的任務。為此,我們將光伏系統作為所謂冷幕墻的一部分。

第三級集成:建設性集成-完全集成

? ? ?高層建筑集成光伏系統描述了替換屋頂和/或幕墻嵌板,即替換。在這種情況下,PV模塊是所謂的集成組件熱幕墻和/或屋頂保護層。然后,您將繼承建筑殼元的所有功能,這些功能將在您的特殊設計中完成。

不同建筑集成的應用實例

1.斜邊和平屋頂中的光伏集成

? ? ? 大部分的小型PV設備都在那里斜屋頂上在子結構上在屋頂上除了選擇產量較高的屋頂側,模塊部分的改變以改進單光束角。
? ? 光伏系統集成到建筑屋頂中。這特別有光學優點并替換屋頂保護層的一部分(例如屋頂磚、屋頂石、纖維水泥板、金屬屋頂和瀝青路面)。? ? 我們稱之為“屋頂建設”冷屋頂設計,因為可能的熱遷移從細胞的后部以及相關的影響范圍更適合屋頂集成光伏發電適合作為熱屋頂結構。
solteq PV-roof chindel-quad 40是一種特殊的PV-indulge建筑集成系統,它消除了屋頂磚的需要,還可以利用太陽能熱。

? ? ? 平屋頂與傾斜屋頂相比理想的選擇,光伏最優集成到建筑概念中,因為模塊的方向和角度可以自由選擇。而建筑集成光伏在這一應用領域只有在模塊平頂結構的部分替換它。通常使用透明或半透明模塊來創建半透明玻璃屋頂。在這種類型的建筑集成中,特別是架空玻璃要求這就是為什么太陽能復合玻璃元素(例如,玻璃模組)以用于一般建筑許可(abZ)擁有和DIN 18008和包括技術規則TLRV、TRPV和TRAV與平屋頂集成的其他創新解決方案包括:a .太陽能發電商屋頂跡線。
? ? ? alwitra的EVALON Solar cSi是世界上第一個采用晶體硅太陽電池半柔性PV模塊的太陽能屋頂軌道,該模塊將人工關閉屋頂和密封軌道與功能強大的PV模塊相結合。(照片:阿爾韋塔有限公司)

2.光伏集成在外墻和幕墻中的應用

? ? ? 對于建筑集成光伏系統,外墻特別有用,因為它一方面最大外部可見面一個建筑,另一方面沒有其他用途中定義,但墻表面的垂直排列通常提供無有利的輻射條件對于PV電力生產,因為通常只有r的產量百分之七十在屋頂上通常能達到的產量。
? ? ? ?但另一方面簡單且節省成本的建筑集成在沒有其他用途的大曲面上,或者也有一個廣告效果或圖像功能。在替代性建筑集成中,您可以通過以下方式獲得額外的成本優勢常規墻體材料的更換。模組化墻特別適用于模組內部通風,且不會將機械力傳送至模組。
? ? ? 因此,建筑集成光伏系統主要是復合墻結構有一個通風良好的窗簾由預先安裝的模組化與可交換元件所制造。光伏組件必須外層保護功能應用。適用于與PV電池集成的外墻的材質包括磚、纖維水泥、天然石頭、金屬、玻璃或塑料(如果它們具有通風效果并通過金屬底板設計和支架固定)。
? ? ? ?一個特別的有趣的應用領域建筑集成光伏系統提供玻璃幕墻,因為它們具有與太陽模塊相似的同質表面和模塊化結構。PV玻璃模組可以在這里類似的建筑任務例如采取防火、散熱、隔音或防熱措施,并通過其對建筑物進行估價創新技術與生態能源意識無需額外付費。
? ? ?康帝爾鋼鐵應用中heliatek的Opaker HeliaFilm是非洲第一個建筑集成有機光伏(biopv)項目。(照片:Heliatek GmbH)

3.光伏集成為天窗

? ? ?半透明光伏組件的建筑集成形式為修改光源、玻璃棱錐體、光源楔體和較大的單個洞口具有過熱或的優點。減少底層空間的混合性,并部分地導致發光密度分布不均。
  • 燈光帶使用水平光開口所有入射輻射角度。PV模塊的集成主要以半透明方式在南方向區域進行。
  • 玻璃金字塔或者屋頂燈由兩個通過不透明屋頂連接的透明玻璃面組成。在這里,您可以使用不對稱形成的不透射面為光伏集成打開天窗,使其不會影響日光功能。
  • 朝南單個洞口為光伏發電的建筑集成利用提供了有益的機會。半透明電池或可移動的外置PV防曬霜除了電源使用之外,還可以在此提供其他所需的保護功能。
aleo solar的透明單晶玻璃光伏組件設計時尚,可集成到建筑上要求苛刻的玻璃屋頂、窗戶或建筑中作為太陽幕墻。

4.光伏集成作為太陽和視景保護元件

? ? ?建筑集成光伏組件也越來越多地采用防曬功能在玻璃幕墻、中庭或其他玻璃構造中。
一方面固定PV防曬系統用于幾乎不需要維護的用途,但其性能嚴重依賴于太陽的光束角。此外,在一個深冬的環境中需要額外的防眩光。
? ? ?另一方面,光伏發電也可以在移動防曬系統中整合,從而在更長的一天時間內實現有效的防曬和更高的光伏發電能力。但是,這些系統是更高的風荷載暫停,因此必須定期維護,以便在運行時更高的成本是要計算的。
? ? ?除此之外還有還有組合由固定和可移動的防曬系統組成,但是由于可能的自我保護更高的投資成本在實踐中更少使用。
? ? ?考斯特太陽的光伏板起到光伏濃縮系統的作用,可以直接集成到玻璃幕墻或窗的絕緣空間中。

? ? ?除了典型的防曬系統更換外,太陽能電池模塊也越來越常見與布魯塞爾融為一體。在這種情況下,模塊承擔視力和天氣保護,并且還利用太陽來發電。有了現代的微涂料,你可以模塊的單向透明度可以讓使用者看到外面的世界,同時保護自己不受外界的干擾。

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日光陽臺可提供部分可見性限制,但仍允許日光從側面進入房間。(照片:www . solar carport . de/central solar terras & carport factory gmbh)
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