太阳能光伏技术与建筑应用

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２ｎ口７年第９期ｌ Ｅｌ＿ＥＣＴＲｌＣｌＴＹ

建箍电乞。

太阳能光伏技术与建筑应用

李蔚（中信集团武汉市建筑设计院，武汉市４３００１４）

Ｄｊｓｃｕｓｓｉ蚰ａｂｏｕｔ

Ｌｉ

Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ａｎｄ ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｗｅｉ（Ｗｕｈａｎ

Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｒｕｓｔ ａｎｄ Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ，Ｗｕｈａｎ ４３００１４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｉｎ

ｔｈｉｓ

ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ

ｂａｓｉｃ

ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，

统、混合系统、并网混合系统几种运行方式）、太阳 能电池板的安装要求等，分析了光伏技术在建筑照 明、太阳能水泵、光伏建筑一体化等领域的应用。 关键词光伏技术太阳能电池板蓄电池控

制器逆变器

ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｐａｎｅｌ，ｓｔｏｒａｇｅ ｂａｔｔｅｒｙ，ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｎｄ

ｉｎｖｅｒｔｅｒ），ｏｐｅｒａｔｉｎｇ

ｍｏｄｅ

（ｔｈｅｒｅ

ｇｒｏｕｐ ｓｙｓｔｅｍ

ａｒｅ

ｓｅｖｅｒａｌ ｍｏｄｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｔａｎｄ ａｌｏｎｅ ｓｙｓｔｅｍ， ｓｙｓｔｅｍ，ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｈｙｂｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ，ｈｙｂｒｉｄ ａｎｄ ｔｈｅ

ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ

ｓｙｓｔｅｍ）

ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ

ｏｆ ｔｈｅ

ｓｏｌａｒ

ｐａｎｅｌ，ｅｔｅ．ａｒｅ

１光伏技术的原理

太阳能光伏技术，即太阳能发电技术，其基本工 作原理是：以太阳能电池板接收太阳光

太阳能光伏技术与建筑应用

并产生电能

ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ印ｐｌｉｃａｔｉｏｎ

ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ

ｔｈｅ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ｌｉｇｈｔｉｎｇ，ｓｏｌａｒ ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ ａｎｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ Ｓｏｌａｒ ｐａｎｅｌ

（即发电），将产生的电能储存在蓄电池里，到需要用 电时再从蓄电池中取电。太阳能电池板（也叫光伏板或 光伏组件）本身只能发电不能储存电能，它发出的是直

Ｓｔｏｒａｇｅ ｂａｔｔｅｒｙ

摘要介绍了太阳能光伏技术的基本原理、系 统组成（由太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器 组成）、运行方式（有独立系统、群控系统、并网系

流电，蓄电池进出的也是直流电。对用电器而言，这 时可以直接给直流电器供电，也可经过逆变器将直流 电变换为交流电给交流电器供电或直接进入电网。

取以下措施： ａ．首要的是提高光源的光效叼．，包括降低镇流 器功耗，故在进行照明设计时，气体放电灯应选用电 子镇流器或节能电感镇流器。 ｂ．另一个重要的措施是提高利用系数Ｕ，就是要 选用效率高的灯具，以及和房间室形相适应的灯具配 光，并注意合理提高房间顶棚、墙壁的反射比。

战略，提高资源利用效率。因此，应加强专业照明设 计队伍的业务建设，设计人员必须很好领会绿色照明 的要求和掌握国家有关照明设计标准规范，提高照明 设计质量意识。 以上是笔者的一些浅见，敬请同行批评指正。

■刍蘸蠢鼬

１任元会．提高认识，实施标准．推进建筑照明节能． 建筑电气，２００５，２４（２）：１５—１８． ２徐群英．电气节能设计．中国住宅设施，２００７（２）：

５８．５９．

Ｃ．合理确定照度标准值，设计中，计算照度尽量 控制在标准值，不要超过１１０％。 ５结束语

照明工程必须实施把节约放在首位的可持续发展

３徐群英．建筑照明节能设计．低压电器，２００７（１２）：

４Ｓ一４８

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５１２

１６

现在比较成熟的光伏元件是硅元件，分为晶体硅 和非晶体硅。晶体硅目前能规模生产的产品发电效率 在１３％～１７％，非晶体硅效率在７％～１０％左右。即１ｍ２ 电池板在ｌｋＷ太阳能量的照射下，分别产生１３０～

１７０Ｗ和 力能电发板池电（能电的 ｏ来Ｗ以 ７０Ｍ００Ｗ

控制器、ＤＣ—ＡＣ逆变器和用电负荷等组成。其中， 太阳能电池板、蓄电池为电源系统，控制器、逆变器 为控制保护系统。光伏系统组成框图如图２所示。各 部件的功能分述如下。

表示，读作“峰瓦”，表示电池板在标准条件下所产 生的电力）。由于晶体硅比非晶体硅的发电效率高， 所以目前市场上晶体硅太阳电池（包括单晶硅、多晶 硅电池）占主导地位。 那么，晶体硅太阳电池是如何发电的呢？ 单一太阳电池是一只硅晶体二极管，根据半导体 材

太阳能光伏技术与建筑应用

料的电子学特性，当太阳光照射到由Ｐ型和Ｎ型 两种不同导电类型的、同质半导体材料构成的Ｐ—Ｎ

Ｆｉｇ．２

图２光伏系统组成框图

Ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ ｓｙｓｔｅｍ

结上时．在一定的条件下（太阳光谱中波长小于 １．１ｕｍ的光线进入Ｐ—Ｎ结区附近），太阳能辐射被半 导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子， 即电子和空穴。由于Ｐ—Ｎ结势垒区存在着较强的内 建静电场，在电场的作用下，Ｎ区的空穴向着Ｐ区移 动，而Ｐ区的电子则向着Ｎ区移动，最后在太阳电 池的受光面上积累大量的负电荷（电子），而在它的 背光面上积累大量的正电荷（空穴）。即在光照作用 下太阳电池内部形成电流密度ｔ，、短路电流ｊ。，、开路 电压Ｕ，。此时如果在太阳电池的两个表面引出金属 电极，并用导线接上负荷，即形成由Ｐ—Ｎ结，连接 电路和负荷组成的回路，在负荷上就有“光生电流” 流过，实现对负荷的功率输出。晶体硅太阳能电池的 发电原理如图１所示。

光照

２．１太阳能电池板 单一太阳电池的发电量十分有限，实用中的太阳 能电池是根据系统需求，将多个电池经串、并联组成 的电池系统，称为太阳能电池板。它是太阳能光伏系 统的核心部件．直接将太阳光能转换成电能。电池板 板面为钢化玻璃封装。可承受冰雹冲击和１２级强风 的力量，使用温度为一４０～６０℃，基本可满足一般需 求。目前太阳能电池板使用寿命为２０一２５年。 ２．２蓄电池 蓄电池将太阳能电池板产生的电能储存起来，当 光照不足或晚上，负荷需求大于太阳能电池板所发的 电量时，将存储的电能释放以满足负荷的能量需求， 它是太阳能光伏系统的储能部件。目前光伏系统常用 的是铅酸蓄电池，对于较高要求的系统，通常采用深 …… 此处隐藏：17348字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……