随着能源危机和全球气候环境变化的影响,促进了可再生能源发展,太阳能发电是无污染的取之不尽的的来源。随着政府对清洁和可再生能源政策的支持,光伏发电产业快速发展。在光伏建筑一体化(BIPV)中,屋面无疑是建筑中最适宜安装太阳能电池组件的建筑部位。现在常见的光伏建筑是光伏屋面形式,即将光伏系统设置在建筑物的屋顶。在整个光伏建筑中,光伏屋面发电量约占75%,因为在建筑中,屋面有更多的受光面积,同时也便于安装。
我国目前的屋顶太阳能主要是安装式(BAPV),大量采用玻璃基板的单晶硅和多晶硅电池组件。采用支架安装在屋面,并非真正实现光伏建筑一体化,BAPV只适用于小跨度的混凝土结构建筑屋面。
光伏建筑一体化(BIPV)是太阳能屋面的发展方向。柔性基板的薄膜太阳能光伏电池组件可能是首选材料。
复合柔性薄膜电池的光伏卷材应用
柔性薄膜电池能够与建筑的屋面完全贴合,安装时屋面无穿孔,不会破坏原有屋面结构,不影响屋面的安全和使用功能。这样既可以做建材,又可以发电,进一步降低了光伏发电的成本,也可以直接用电池组件做建筑材料。如将光伏电池组件封装到瓦状的电池板中,用来做光伏瓦,将薄膜电池与防水卷材结合作为光伏卷材,可以实现光伏和建筑更深层次的结合。光伏发电与建筑物结合不会给居民带来任何不便,人们都比较乐意接受。另外,光伏与建筑相结合可以实现发出的电力自发自用或分布式上网,不用额外架设远程输电线路,可减少输电线路的投资和损失,实现低能耗或零能耗建筑。作为分布式屋面光伏电站需要选择大型工业厂房,其大部分为大跨度钢结构屋面,无法承受晶体硅电池及玻璃基板的重量,这方面柔性薄膜电池具有先天性的优势。
太阳能光伏建筑一体化屋面系统具有很多持点:源源不绝的绿色能源,不会污染环境;光伏阵列一般安装在闲置的屋面上,不占用土地;用电高峰的夏天,也是日照量最大、光伏系统发电量最多的时期,对电网可以起到调峰作用;采用分布式并网光伏系统,不需要配备蓄电池,既节省投资,又不受蓄电池污染环境的限制,建筑本身可以充分消化光伏系统所发出的电力;光伏阵列吸收太阳能转化为电能,大大降低了室外综合温度,减少了屋面传热和室内空调冷负荷,可以起到建筑节能作用;光伏卷材利用了薄膜电池的特性,将光伏发电和卷材防水结合在一起,无需增加任何措施,可以用于任何屋面。不需要额外的支撑系统,重量轻,仅为玻璃基板太阳能电池组件的1/5~1/10。不占空间,整体性好,降低了安装成本。
光伏建筑屋面一体化系统适用于我国大部分地区的屋面,包括既有屋面的改造。当然,光伏屋面也可以和种植屋面相结合运用。我国目前正在开发相关的产品,工程技术规范也在逐步建立。
来源:中国建材报