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摘要：本文通過介紹光伏建筑一體化，以引起業界人士對太陽能利用的廣泛關注。文中分別對光伏屋頂和光伏幕墻鋪設太陽電池板發電形式和特點進行分析，以期不斷擴大太陽能的應用范疇。

巨大能源的太陽東升西落，成為匆匆過客未被人們充分利用。若在世界陸地的0.5％面積（恰為中國城鎮占地之和）上安裝太陽電池，將能供應所需能源，所以找宇宙要效益索取太陽能是當務之急。

我國太陽能資源的數量、分布的普遍性、供應的清潔性、技術的可靠性都于風能、水能和生物質能等可再生能源。目前大量能源消耗難以面對，專家估計，再過50年，可再生能源比例將＞50％的總一次能源，其中太陽能可占到13％～15％十分可觀。所以加大光伏發電力度刻不容緩。

1 光伏發電利用范疇

1.1 充分利用太陽光

目前國內外許多建筑光學工作者指出，首先應掌握太陽能日照量三要素：季節，夏季日照量，冬季。天氣，正午日照量，晴、陰雨天則相應降低。方位，以正南向效率為100％，則東西向為82％，北向為50％的輸出量。但在實際應用中，太陽電池方陣輸出降低的原因很多，如日照量的多少，太陽電池鏡面污垢產生的程度，溫度上升及轉換器損失等。加上太陽能控制器損失的5％，總發電容量為設置容量的85％～95％；其次是發電量估算：太陽電池容量=太陽電池輸出×設置數量。如以輸出功率50W太陽電池為例，設置20片時，則其輸出容量=50W×20=1kWp，表1示某市7月底的光伏發電量。

表1 夏季南向日發電量

1.2

太陽能應用多樣化

從收集到的有關資料來看，歷年的成果涵蓋許多方面。近年來涉及的領域又有了發展。分別為太陽能光伏建筑一體化、光伏電站、光伏照明和光伏設施等方面的設計及應用。

2 太陽能光伏建筑一體化

2.1 基本概念

2.1.1 定義

光伏幕墻（屋頂）是將傳統幕墻（屋頂）與光電轉換技術相結合的一種新型建筑。換句話說，主要是利用太陽能發電的一種新型、綠色的能源技術。光伏與建筑相結合的進一步目標，是將光伏器件與建筑材料集成化。通常建筑物墻面多采用馬賽克、涂料等材質，為了美觀，還以價格較高的玻璃幕墻達到保護和裝飾的雙重目的。若能將屋頂、向陽的外墻、窗戶都由光伏器件取代，則既能作為建材使用又能發電，可謂一舉兩得。當然，對太陽電池組件來講，還需具有絕熱保溫、電氣絕緣、防水防潮、強度、剛度和不易破裂等性能。

2.1.1.1 光伏幕墻（屋頂）

設計除了需要考慮太陽電池、光組件、導線、逆變器和整流器等因素以外，還必須保證對建筑幕墻（屋頂）安全等功能的落實。其性能指標參數在滿足有關的國家規范和行業標準的前提下，并使其具備上佳使用效果，還要注重其安裝朝向。一般來說，太陽電池板應裝在樓群中接受光照時間長的那些部位，如女兒墻、墻楣（屋頂）等；通常選擇幕墻面朝南、東南和西南之間，在一定條件下亦可東向和西向。太陽電池板還可作為固定的遮陽板（頂棚）之類的材料。既可得光能，又易散熱，可謂組合。特別值得注意的是，要把光伏和傳統建筑有機地結合在一起，合理選擇其結構形式和布局，使其最終達到既利用了太陽能，又能滿足性能要求及人們的感觀滿意程度。

2.1.1.2 光伏建筑特點（表2）是一種集發電、隔音、隔熱、安全和裝飾功能為一身的新型功能性建筑，它不但突破了傳統建筑以消極的辦法減少能量損失，而是積極利用光伏技術，把以往被當作有害因素被屏蔽掉的太陽光，轉化為被人們利用的電能，而且還是一種潔凈能源。還充分考慮了太陽電池板的電能轉化工藝、結構和安裝的電氣絕緣性，將幕墻和光伏技術有機地結合。如將接線端子排裝在幕墻橫、豎縫的不可見內腔，便于拆卸維護，電路布線的穩固、快捷。即使遇到雨雪等惡劣天氣，也不致于出現漏電、短路等問題，讓指標達到國家規范標準。

表2 光伏建筑一體化特點

注：利用太陽能，不僅可以滿足建筑能源供應的需求，實現建筑物的0排放，而且可以使每棟建筑都成為小型分散的網絡電力生產者。