分布式光伏發(fā)電在建筑中的應(yīng)用實(shí)踐探討

張　健?。ò不杖A盛國(guó)際建筑設(shè)計(jì)工程咨詢有限公司，安徽　合肥　230001）

分布式光伏發(fā)電在建筑中的應(yīng)用實(shí)踐探討

張健（安徽華盛國(guó)際建筑設(shè)計(jì)工程咨詢有限公司，安徽合肥230001）

太陽(yáng)能是一種取之不盡用之不竭的可再生資源，采用分布式光伏發(fā)電的方式，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，可以使得太陽(yáng)能被有效利用。將分布式光伏發(fā)電應(yīng)用到建筑物中，可以有效地改善建筑的用電情況，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的建筑用電方式，減少傳統(tǒng)能源的使用，使建筑物達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。文章就分布式光伏發(fā)電在建筑中的應(yīng)用實(shí)踐展開(kāi)探討，結(jié)合分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)其在建筑中的具體應(yīng)用進(jìn)行闡述，旨在為相關(guān)技術(shù)人員提供參考，減少建筑的傳統(tǒng)能源消耗，推動(dòng)綠色建筑和低碳環(huán)保的施行，實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

分布式光伏發(fā)電；建筑；應(yīng)用實(shí)踐

0　前言

各種類型建筑在使用階段，都會(huì)造成大量的電能消耗，使得建筑不能滿足綠色經(jīng)濟(jì)和低碳環(huán)保的需求。通過(guò)分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用，能有效地轉(zhuǎn)變建筑的傳統(tǒng)用電方式，同時(shí)充分對(duì)太陽(yáng)能資源進(jìn)行利用亦可減少傳統(tǒng)能源的使用，推動(dòng)建筑及相關(guān)生活朝向綠色、節(jié)能、健康的方向發(fā)展。本文對(duì)分布式光伏發(fā)電進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，并對(duì)分布式光伏發(fā)電在建筑中的具體應(yīng)用進(jìn)行闡述，明確分布式光伏發(fā)電的具體用法，以使讀者能夠進(jìn)一步了解太陽(yáng)能光伏發(fā)電，進(jìn)一步推動(dòng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電在各種建筑中的應(yīng)用。

1　分布式光伏發(fā)電的相關(guān)概述

1.1分布式光伏發(fā)電涵義

分布式光伏發(fā)電，是指采用光伏組件，將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能的分布式發(fā)電系統(tǒng)。它是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式，原則上就近發(fā)電、就近并網(wǎng)、就近轉(zhuǎn)換、就近使用，不僅能夠有效提高同等規(guī)模光伏電站的發(fā)電量及使用效率，同時(shí)還有效解決了電力在變壓及遠(yuǎn)距離傳輸中的損耗問(wèn)題。分布式光伏發(fā)電是現(xiàn)代建筑中應(yīng)用最為廣泛的太陽(yáng)能發(fā)電方式。

1.2分布式光伏發(fā)電特點(diǎn)

①分布式光伏發(fā)電采用分散式資源的方式，使得光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)規(guī)模變小，這也就使得分布式光伏發(fā)電的輸出功率變小，但是也使得分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用空間得到了進(jìn)一步的提升，可以使小型光伏發(fā)電系統(tǒng)的投資收益率獲得進(jìn)一步的提升。

②分布式光伏發(fā)電將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化過(guò)程中不存在任何有毒有害的副產(chǎn)物產(chǎn)生，沒(méi)有噪聲，不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染，是一種具有良好環(huán)境親和性的能源供應(yīng)方式，而且太陽(yáng)能資源豐富且免費(fèi)。

③發(fā)電與用電可以同時(shí)進(jìn)行，分布式光伏發(fā)電可以并入電網(wǎng)，直接對(duì)周邊的用電需求進(jìn)行供應(yīng)，減少了電能的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，有效的實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的就地使用。

④分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)具有裝機(jī)規(guī)模小的特點(diǎn)，也就使得光伏發(fā)電機(jī)可以合理的布置到建筑的屋頂?shù)炔课?，占?jù)的空間小，避免集中式占據(jù)大量空間的情況發(fā)生，有效的提高了分布式光伏發(fā)電的發(fā)展空間，降低了光伏發(fā)電的成本。

⑤維護(hù)簡(jiǎn)單，沒(méi)有會(huì)磨損、毀壞或需替換的活動(dòng)部件，只需定期的進(jìn)行檢查即可，有效地降低了維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

⑥系統(tǒng)獨(dú)立，可自行控制，避免發(fā)生大規(guī)模停電事故，安全性高。

⑦輸配電損耗低，甚至沒(méi)有，無(wú)需建配電站，降低或避免附加的輸配電成本，土建和安裝成本低。

⑧可在已經(jīng)建好的建筑上安裝，不需要進(jìn)行土地規(guī)劃和開(kāi)發(fā)。

2　分布式光伏發(fā)電在建筑中的適用場(chǎng)合

分布式光伏發(fā)電可以廣泛地應(yīng)用到各種建筑中，轉(zhuǎn)變建筑工程的傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)，使建筑物的節(jié)能水平和節(jié)能質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升。根據(jù)建筑物的分類和屋頂?shù)木唧w情況，分布式光伏發(fā)電在建筑領(lǐng)域中的使用場(chǎng)合大約有如下幾種。

2.1工業(yè)廠房

工業(yè)廠房的房屋具有屋頂面積大、平整開(kāi)闊的特點(diǎn)，可以使得分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)得到充分的安裝。通過(guò)分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用，可以有效的緩解工業(yè)生產(chǎn)的用電情況，減少工業(yè)生產(chǎn)的電能計(jì)費(fèi)，降低工業(yè)生產(chǎn)的用電成本支出，同時(shí)又可以最大限度地利用工業(yè)廠房的屋頂空間。

2.2商業(yè)建筑

與工業(yè)廠房的作用效果相同，不同之處在于商業(yè)建筑多為水泥屋頂，更有利于安裝光伏陣列，按照商業(yè)大廈、寫字樓等建筑特點(diǎn)，用戶用電負(fù)荷特性一般表現(xiàn)為白天較高、夜間較低，能夠較好的匹配光伏發(fā)電特性。但是這類建筑一般對(duì)外觀設(shè)計(jì)有較高要求，因此光伏發(fā)電在建筑設(shè)計(jì)期間就應(yīng)該同步考慮安裝位置及方式。

2.3學(xué)校宿舍等公共建筑

這類公共建筑有明顯的分時(shí)用電的特點(diǎn)，因此白天可以利用分布式光伏發(fā)電并進(jìn)行儲(chǔ)能，晚上利用儲(chǔ)能進(jìn)行供電。

2.4通信基站用電

很多偏遠(yuǎn)的山區(qū)都建有為通信服務(wù)的各種基站，這種通信基站一般比較分散，用電負(fù)荷也比較小，平時(shí)的供電線路敷設(shè)環(huán)境較差，容易產(chǎn)生供電不穩(wěn)定，因此配合分布式光伏發(fā)電能夠有效地提高通信基站用電的可靠性。

3　分布式光伏發(fā)電在建筑中的具體應(yīng)用形式

太陽(yáng)能光伏發(fā)電在建筑領(lǐng)域中的具體應(yīng)用主要有以下兩種形式。

3.1BAPV（Building Attached Photovoltaic）應(yīng)用形式

BAPV也稱為“安裝型”太陽(yáng)能光伏建筑，是將已經(jīng)通過(guò)加工成型的分布式光伏發(fā)電方陣安裝在建筑上，從而形成光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏板主要是附著在建筑材料上，不會(huì)與建筑物的各項(xiàng)功能發(fā)生沖突，不會(huì)破壞或削弱原有建筑物的功能。而且BAPV的應(yīng)用形式，可以使得分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的拆卸和維護(hù)更為簡(jiǎn)單方便，還可以將BAPV的形式采用各類色彩，使建筑工程的外觀效果得到進(jìn)一步提升。簡(jiǎn)單地說(shuō)，BAPV建筑中的太陽(yáng)能光伏組件只是通過(guò)簡(jiǎn)單的支撐結(jié)構(gòu)附著在建筑上，拿開(kāi)光伏組件后，建筑功能仍然完整，對(duì)建筑原有各項(xiàng)功能不會(huì)有任何影響。

3.2BIPV（Building Attached Photovoltaic）光伏建筑一體化的應(yīng)用形式

BIPV是技術(shù)上將光伏發(fā)電組件集成到建筑上的技術(shù)，通過(guò)設(shè)計(jì)和施工安裝，使得光伏發(fā)電系統(tǒng)同建筑物形成一個(gè)整體，使分布式光伏發(fā)電組件可以與建筑物整體有效統(tǒng)一，采用色彩及形式的搭配，使分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑物有機(jī)的融合。普通光伏發(fā)電組件的連接線一般外露在組件下方，BIPV建筑中光伏組件的連接線要求全部隱藏在幕墻結(jié)構(gòu)中。而且，BIPV的應(yīng)用形式，可以使發(fā)電、隔音、安全防護(hù)等功能進(jìn)行融合，從而使得建筑工程的整體節(jié)電及外觀得到提升，使建筑更大可能地達(dá)到綠色建筑的要求標(biāo)準(zhǔn)。在BIPV應(yīng)用中，光伏幕墻和光伏采光頂是其兩大關(guān)鍵部分。

①光伏幕墻是BIPV應(yīng)用形式中的重要部分，將分布式光伏發(fā)電組件，與玻璃幕墻相結(jié)合，在滿足建筑工程裝飾的基礎(chǔ)上，還能使得建筑工程的發(fā)電效果得到進(jìn)一步的提升。為了提高光伏發(fā)電的效果，需要科學(xué)的對(duì)幕墻的角度等進(jìn)行調(diào)整，促使光伏幕墻可以滿足建筑工程的實(shí)際需求。

②光伏采光頂是實(shí)現(xiàn)分布式光伏發(fā)電在建筑工程中有效利用的關(guān)鍵部分，通過(guò)光伏采光頂應(yīng)用，可以有效地改變光伏幕墻受到日照角度等因素的影響，最大限度地利用日照時(shí)間，提高了光伏發(fā)電的能力及效率。

BIPV同BAPV的最大區(qū)別是BIPV已經(jīng)作為建筑物必不可少的一部分發(fā)揮著建筑材料的作用，是建筑物不可分割的一部分，其光伏組件不僅僅發(fā)電還能起到遮風(fēng)擋雨和保溫的功能，拿開(kāi)光伏組件之后，建筑物的這部分功能會(huì)受到損失。

4　結(jié)束語(yǔ)

太陽(yáng)能是一種潔凈，可再生的重要資源，采用分布式光伏發(fā)電，可以使太陽(yáng)能產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)效益。分布式光伏發(fā)電對(duì)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。采用分布式光伏發(fā)電，自發(fā)自用，余量可以并網(wǎng)，能量循環(huán)，既能滿足工程的生產(chǎn)和生活用電，又可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，同時(shí)還可享用余電并網(wǎng)帶來(lái)的可觀利潤(rùn)。隨著相關(guān)技術(shù)的提升，分布式光伏發(fā)電也將逐漸成為光伏應(yīng)用的主流，其有著廣闊的市場(chǎng)前景，也將成為破解當(dāng)前光伏應(yīng)用困局的有效途徑。

［1］韓學(xué)志.淺析分布式光伏發(fā)電在新型城鎮(zhèn)化中的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（15）：57-58.

［2］高樹(shù)鵬.太陽(yáng)能光伏技術(shù)在建筑中的應(yīng)用研究［J］.建材技術(shù)與應(yīng)用，2014（5）：14-17.

［3］王健，曹磊.光伏發(fā)電技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用［J］.智能建筑電氣技術(shù)，2012（1）：45-51.

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1007-7359（2016）04-0242-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.095

張?。?979-），男，安徽合肥人，畢業(yè)于南京工業(yè)大學(xué)，學(xué)士，工程師。