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详解晶硅发电幕墙发电原理及应用示例

日期:2020-11-13    来源:罗忆大讲堂

国际太阳能光伏网

2020
11/13
10:38
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关键词: 光电幕墙 光电帷幕 光伏建筑

光电幕墙技术随着时代进步,环境保护概念兴起,近年来在国内外均得到了巨大发展,应用场景愈发广泛,本文将对相关技术进行深入、透彻地讲解。

一起来看看吧~

光电帷幕的多种概念

光电帷幕由多种概念组成,并不是指单一某种技术,其中包括会发电的光伏建筑,电致变色玻璃智能遮阳系统,LED透明显示帷幕技术,以及其它帷幕光电控制技术。

蓝波 上海崇明东滩湿地公园游客中心

光电幕墙是为生态建筑而生,生态建筑是将建筑看成一个生态系统,本质就是将数量巨大的人口整合在一个超级建筑中。

通过组织(设计)建筑内外空间中的各种物态因素,使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。

光伏+被动式+智能示范建筑

光电产品在应用上,不断创造出新的应用场景,海陆空壁一应俱全。光电帷幕越来越丰富多彩,许多项目建成多年,获奖无数。

其相关产品也越来越多,可供设计师选择使用。在当下,光电亮化、成像、可控已经司空见惯,质量也将会越来越高。

世园会中国馆 

光电幕墙为什么能够发电?

光电幕墙,即粘贴在玻璃上,镶嵌于两片玻璃之间,通过电池可将光能转化成电能。

这就是--太阳能光电幕墙。它是用光电池、光电板技术,把太阳光转化为电能,它关键的技术是太阳能光电池技术。

太阳能光电池是利用太阳光的光子能量,使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动,从而产生电压,这称为光电效应。

光电幕墙有什么功能特点?

1、节约能源——由于光电幕墙作为建筑外围护体系,并直接吸收太阳能,避免了墙面温度和屋顶温度过高,可以有效降低墙面及屋面温升,减轻空调负荷,降低空调能耗。

2、新型实用——舒缓白天用电高峰期电力需求,解决电力紧张地区及无电少电地区供电情况。

可原地发电、原地使用,减少电流运输过程的费用和能耗;

与建筑结构合一省去了单独为光电设备提供的支撑结构,减少建筑物的整体造价。

3、装饰效果——光电幕墙本身具有很强的装饰效果。玻璃中间采用各种光伏组件,色彩多样,使建筑具有丰富的艺术表现力。

同时光电模板背面还可以衬以设计师喜欢的颜色,以适应不同的建筑风格。

所有建筑都是发电站

2012年6月杰里米·里夫金提出每个建筑都是发电站的慨念。

根据预测,10年以后,将有数千万幢建筑可以自己产生能源。

同时,在近25年之内,在欧洲、中国甚至全球范围内,这项技术将几乎完全免费。

光伏建筑在实际使用时,尚有许多问题需要进行考虑。

包括在哪里使用?日光辐射情况如何?其负载功率、输出电压、使用电压,直流、交流如何控制选择?每天工作时间,供电时间如何把控?系统需求数量又如何判断等等。

从发电角度考虑,光伏幕墙安装在平屋顶是经济性最好的,因为可以按照最佳角度进行安装,获得最大发电量,可以采用标准光伏组件,具有最佳性能,同时与建筑物功能不冲突,另外光伏发电成本最低,从发电经济性考虑是最佳选择。

除此之外,安装在南向斜屋顶也同样具有较好的经济性,其它方向次之。

除了发电功能外,光伏幕墙在实际应用中,还需要满足幕墙所有功能要求。

光伏帷幕技术,总体而言就是幕墙技术和光伏发电技术的集合,是建筑太阳能一体化技术的发展方向,是绿色建筑的最佳选择。

现行做法:将多个太阳能光伏电池处理成膜,与EVA或PVB一起制成夹胶玻璃,通过引出的导线彼此相连,构成一个整体的光电板,尺寸可根据实际的幕墙分格进行量体制作。

发电过程:在阳光照射下,光生伏特效应使太阳电池将太阳光能直接转化为直流电能,可直接等压使用,或通过多极集成电路整流、变压等过程,转化成供使用的交流电,送入用户电网。

光伏幕墙对于建筑外观效果有一定影响,因为其幕墙结构中的接线盒、旁路二极管、连接线难以隐藏。

采光方面,建筑物对光影的要求甚高,但透光率越大,光伏电池排布就越稀,发电功率会越小。安全性能上,必须满足幕墙的三性试验要求、建筑物安全性能要求。

光伏幕墙同样存在着致命缺陷,其不容易满足幕墙所有功能要求,包括外围护构造、必要的透明度、结构受力、美学、荷载安全等。

部分落地案例

电致变色的遮阳技术

电致变色,是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。

具有电致变色性能的材料称为电致变色材料,其在信息、电子、能源、建筑以及国防等方面都有广泛的用途。用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。

智能屏幕墙显示技术

光电玻璃屏与贴膜屏作为最新一代媒体立面载体,以其超通透的显示效果,可在不影响建筑美学设计的前提下,通过高品质内容创作,将原有建筑幕墙、护栏等营造成全新的媒体空间。

建筑照明和显示技术进程

第一代:向建筑照射照明设备的表现方式

第二代:外墙灯光悬挂或嵌入方式

第三代:LED灯带、像素灯、网状屏等外墙安装方式

第四代:透明LED灯条屏,内墙安装方式

第五代:光电玻璃屏及贴膜屏,与幕墙结合安装

光电幕墙与建筑融合

当今的建筑,在人类对自然环境的影响方面扮演着重要角色,符合可持续发展原理的设计需要对资源和能源的使用效率、对健康的影响、对材料的选择等方面进行综合思考,从而使其满足可持续发展原则的要求。

光伏技术把建筑都建成发电站,让大量能源供应来源于自然。

智能遮阳把空间光线调节,合理的阳光进入避免空调耗能,帷幕智能显示技术充分使用建筑为载体,发挥数字化技术,为社会服务。

目前,世界各国都在大力投资新能源技术,将无数建筑改造成发电厂,将氢能和其他能源储存技术植入到全国基础设施,自我产能、减少碳排放,是全球建筑球技术发展的总趋势。同时,随着大量相关技术的发展,相关技术标准法规也相继出台。

光电幕墙设计与实施

随着光电幕墙技术不断成熟,近年来国内涌现了许多优秀的项目案例。

其中有许多做法值得大家借鉴参考,下文中以雄安站站房项目为案例,做了一些简单光电幕墙设计与实施过程中的介绍,以及相关结构图的分享。


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