浅谈建筑节能设计之光伏建筑一体化
摘要：如今低碳生活是现代生活提倡的生活方式，低碳建筑更是建筑设计中需要考量的设计要素。低碳建筑一定是21世纪的世界建筑的主流。如何将低碳概念注入到建筑设计中，是摆在建筑师面前的长期课题。低碳建筑内涵丰富，各国评价标准不一，但洁净能源，尤其是太阳能的合理高效利用一定是低碳建筑的重要内容。在建筑建成使用后漫长的几十年里，降低它的碳排量，减少使用成本，为节能环保做出贡献，是低碳建筑的重要组成部分。
关键词：光伏建筑一体化 节能
光伏建筑一体化(BIPV)提出了\"建筑物产生能源\"的新概念，即通过建筑物与光伏发电集成起来，使建筑物自身利用绿色环保的太阳能资源产生电力。光伏建筑一体化以其独有的优势必将成为低碳建筑和建筑节能技术的发展趋势。本文将从太阳能光伏建筑的基本概念，光伏建筑的优势以及光伏与建筑如何实现一体化这三个方面对太阳能在建筑中的应用进行介绍。
一、太阳能光伏建筑的基本概念
太阳能光伏建筑发电是新世纪的一种最重要的可再生能源，同时又是高科技在建筑中的创新应用。作为一名建筑师，大家应该了解它，熟悉它和运用它。随着社会的发展，能源需求量的不断增加，所有的传统能源(如煤碳、石油和天然气等矿物化石燃料)有诸多缺点。首先，他会对环境产生极其严重的污染;其次，温室效应也对环境有难以估量的影响;第三就是在不久的将来传统能源可能会消失殆尽。因此，我们必须研究和发展可再生能源，特别是必须研究和发展无穷无尽的自然界清洁能源--太阳能。要想将太阳能转换为电能，提供给人们使用，必须通过产生光伏效应的装置-太阳能电池来实现太阳能的光电装换。在这里，我们就需要了解一些基本概念。
1.1 什么是光伏
光伏就是光转变成电即光生伏特的意思。在光照条件下，光伏材料吸收光能后，在材料吸收光能后，在材料两端产生电动势，这种现象叫光伏效应。人们很早就已经发现了光伏效应这种物理现象，但光伏的实际应用经历了漫长的探索过程。为使光伏获得广泛地应用，各国的科学家们仍在努力探索与提高。
1.2 光伏元件 、光伏板、光伏材料以及半导体是怎么分类的
太阳能电池本质上就是一个二级管，这种二级管具有光伏效应，能把光能直接转变成电能，因此，太阳能电池又称为光伏元件;一个太阳能电池就是一个小型发电机。为了增大功率输出，要把许多个太阳能电池连接起来，装配成一大块的太阳能电池板，简称光伏板;有一种材料，在低温下是绝缘体，但这种材质加入杂质得到能量或是加热时就变成导体，这种材料叫做半导体。现在使用的太阳能电池都是由半导体组成的;用于太阳能的半导体材料有单晶体，多晶体和非晶体三种形式。单晶体：整块晶片只有一个晶粒，晶粒内的原子有序的排列着，不存在晶粒边界，单晶体要求严格的精致技术。多晶体：多晶体的制备不要求那么严格的精致技术，一块晶片含有许多晶粒，晶粒之间存在边界，由于晶粒之间存在很大的电阻，晶粒边界会阻止电流流动。非晶体：原子结构没有长序，材料含有未饱和的或悬浮的键。非晶体材料不能用扩散的方法改变材料导电类型。但加入氢原子会使非晶体中一部分悬浮键饱和，改善材料的质量。
1.3 太阳能电池的分类
从材料分，有硅太阳电池，砷化镓太阳电池，铟镓磷太阳能电池，铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉电池。从内部材料体型分，有大块晶片太阳能电池和薄膜太阳能电池。从材料的晶体结构来分，有单晶太阳能电池，多晶太阳能电池和非晶太阳能电池。从内部和外部结构来分，有普通太阳能电池，聚光型太阳能电池和级联太阳能电池。
1.4 关于光伏一体化的建筑
太阳能光伏建筑一体化(BIPV)系统，是应用太阳能发电的一种新概念。简单地讲就是将太阳能光伏发电阵列与建筑的维护结构相结合，并提供电力的建筑新形势。光伏建筑一体化系统目前在世界上有着巨大的市场潜力，一些发达国家正将光伏建筑一体化作为重点项目进行推广。近年来，国外推行在用电密集的城镇建筑物上安装光伏系统，并采用与公共电网并网的方式，极大地推动了光伏并网系统的发展。光伏建筑一体化已经占据了整个太阳能发电量的最大比例。
二、太阳能光伏建筑的优势
光伏并网发电和建筑一体化的发展，是个标志性的进步。意味着光伏发电将由边远地区向城市过度，由补充能源向替代能源过度。太阳能光伏发电将作为最具可持续发展特征的能源技术进入能源体系，其比例将越来越大并成为能源主体。
从建筑学，光伏技术和经济效应几方面看来，光伏建筑一体化的优点是显而易见的，主要由以下几个方面：
1)节地：能有效利用建筑的屋顶，墙面，甚至雨棚，遮阳板，大大的解决了土地资源，这点在人口密集，土地昂贵的城市显得尤为重要。
2)节能：光伏系统不仅能提供电力，还能降低墙面与屋顶的内表面温度，从而降低了建筑物本身的能耗。
3)节约投资：建筑物光伏板既可以发电，又可以用作建筑的外围护材料，起了双重作用，因而减少了光伏系统成本的回收期。原地发电，原地用电，在一定距离范围内可节省电站送电网的投资。对于连网户用系统，光伏阵列所发电力即可供给本建筑使用，也可送入电网。
转载请注明来自：http://www.uuqikan.com/nongyehuanjinglw/6428.html
