1 基本概念
1.1 光伏電池
太陽能電池是利用
光電轉(zhuǎn)換原理使太陽的
輻射光通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N器件,這種光電轉(zhuǎn)換過程通常叫做“
光伏效應(yīng)”,因此
太陽能電池又稱為“光伏電池”。
商業(yè)化的光伏電池主要有
單晶硅,
多晶硅和
非晶硅三種。三種光伏電池的性能比較如表1。
光伏電池的開路電壓約為0.5V ,達(dá)不到系統(tǒng)電壓的要求,一般將若干個(gè)光伏電池串聯(lián)成
光伏組件使用。
1.2 光伏組件
光伏組件是將性能一致或相近的光伏電池按一定的排列串聯(lián)后封裝而成,是
光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本構(gòu)成單元。為了達(dá)到系統(tǒng)所需的電壓和電流,還要將若干光伏組件并聯(lián)后形成光伏陣列使用。光伏組件一般應(yīng)包括高通透
面板,光伏電池,背襯板及接線盒等部分.根據(jù)背襯板的不同可分為
玻璃板光伏組件、金屬板光伏組件和
塑料板光伏組件等三種。
1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)
光伏發(fā)電系統(tǒng)是直接利用太陽能,通過光電轉(zhuǎn)換進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng),一般應(yīng)包括發(fā)宅匍供電二個(gè)部分。也可分為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)二種。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)就是光伏陣列將所發(fā)的直流電供給蓄電池,蓄電池直接向負(fù)載供給直流電的系統(tǒng),由光伏陣列,蓄電池組,充放電控制器,負(fù)載等設(shè)各組成,這種系統(tǒng)關(guān)鍵
設(shè)備是蓄電池,蓄電池應(yīng)具有自放電率低、使用壽命長、深放電能力強(qiáng)、充電效率高，少維護(hù)或免維護(hù)、工作溫度范圍寬、價(jià)格低廉等特性。對(duì)于一般的城市建筑,這種系統(tǒng)苧負(fù)載主要是
LED等直流用電設(shè)各。如圖1所示:
并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是光伏陣列將所發(fā)的直流電供給逆變器,逆變器直接給電網(wǎng)輸送交流電的系統(tǒng)。由光伏陣列,正弦波逆變器,控制器,雙向計(jì)量電度表等設(shè)各組成,這種系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)各是正弦波逆變器,它應(yīng)具有較高的效率,較高的
可靠性,對(duì)直流輸入電壓有較寬的適應(yīng)范圍,逆變電源輸出的正弦波失真度較小等特性。這種光伏發(fā)電系統(tǒng)是未來的主導(dǎo)方向。如圖2所示。
1.4 光伏建筑一體化
光伏建筑一體化的核心是將光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件與建筑外
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面板相結(jié)合。光伏建筑一體化有光伏屋面、光伏墻面、光伏
遮陽、光伏
圍欄和光伏地面等五種主要形式,各種形式的比較如表2。
光伏組件與建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)合面板不同,單位面積的太陽日平均輻射照度,建筑或
建筑構(gòu)件對(duì)光伏組件的
太陽輻射遮擋也不一樣,單位面積的發(fā)電效率就不相同,墻面,圍欄和地面容易被遮擋,發(fā)電效率就相對(duì)較低;對(duì)于屋甬i和墻面,光伏組件對(duì)其
采光要求有一定的影響;只iˉ于一般的建筑,屋面,墻面,圍欄和地面的面積是有限的,但
建筑遮陽的面積可以是無限的,可安裝光伏組件的面積也是無限的。
由于屋面上單位面積的太陽目平均輻射照度相對(duì)較大,日照時(shí)問相對(duì)較長,光伏屋面的發(fā)電效率相對(duì)較高,一直是世界各國光伏建筑一體化的主導(dǎo)方向。光伏建筑遮陽位于建筑物的最外側(cè),太陽輻射不容易被遮擋,對(duì)建筑功能的影響較小,可安裝光伏組件的面積較大,應(yīng)是光伏i+s筑一體化未來發(fā)展的主導(dǎo)方向。
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