BIPV则是光伏方阵与建筑的集成,如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。这种方式是光伏建筑的一体化形式,光伏组件既是发电装置,又是建筑外围结构的一部分。
BAPV就是光伏方阵与建筑的结合,如在屋顶上铺设太阳能电池板。这是一种常用的形式,因其不占用额外的地面空间而备受关注;
BIPV则是光伏方阵与建筑的集成,如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。这种方式是光伏建筑的一体化形式,光伏组件既是发电装置,又是建筑外围结构的一部分。
BIPV采用的组件是发电玻璃,发电玻璃是一种新材料,指碲化镉薄膜太阳能电池。玻璃只是一个透光的衬底材料,镀上碲化镉光电材料,就能让普通玻璃从绝缘体变成可导电的导体,可以替代砖头、幕墙等建材,可以较好的适配光伏建筑一体化。
光伏建筑系统除了具备发电功能之外,同时还具有抗风压性能、水密性能、气密性能、隔音性能、保温和遮阳性能等建筑外围护所必需的性能和独特的装饰功能。达到建筑围护、建筑节能、太阳能利用和建筑装饰多种功能的完美结合。其特点主要表现为:
(1)满足建筑美学的要求
在光伏建筑中,可通过相关设计将接线盒、旁路二极管、连接线等隐藏在幕墙结构中,这样既可防阳光直射和雨水侵蚀,又不会影响建筑物的外观效果,达到与建筑物的完美结合;
(2)满足建筑物的采光需求
光伏建筑是采用光面超白钢化玻璃制作的双面玻璃组件,能够通过调整来达到特定的透光率,即使是在大楼的观光处也能满足光线通透的要求。需要注意的是,光伏组件透光率越大,电池片的排布就越稀,其发电功率也会越小;
(3) 光伏发电是无污染的绿色可再生能源,能够减少常规发电所带来的环境污染,有利于环境保护;
(4) 将建筑立面围护、节能、太阳能转换多种功能的完美结合,无需占用宝贵而紧缺的土地资源;
(5) 原地发电,原地使用,减少了电力输送的产生的损耗;
(6) 在白天用电高峰期供电,舒缓高峰电力需求,实现了部分电力的自给;
(7) 维修保养简单,维护费用低,运行可靠性,稳定性好;
(8) 作为关键部件的太阳电池使用寿命长,晶体硅太阳电池寿命可达到25年以上,并且可根据后期需要将发电容量进行扩充。
(9) 结合其它屋面材料,起到保温隔热效果,降低空调负荷,节省能耗;
(10) 与建筑一体化,可以用作建筑物的维护结构材料,减少建筑物的整体造价,节省安装成本,无需额外用地或增建其他设施,适用于人口密集的地方使用,这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要。
BIPV的主要形式
(1) 光伏屋顶或墙体系统(Facade or roof systems),光伏屋顶及墙体结构是指在建筑建造完成后附加独立的光伏发电系统,此种类型对电池板工艺没有特殊要求,普通光伏组件即可,但是需要考虑风压、抗震和风荷载所处的标高以及密封性能的问题,并且结合当地气象情况选择合适的安装角度和方向。在整个光伏建筑一体化中,太阳能屋顶发电占了3/4,这主要是因为屋顶有更多的受光面积,安装在屋顶能够接受更多的太阳辐射。
(2) 光电幕墙(Facade integrated photovoltaic systems),分为半透明幕墙和不透明幕墙,不透明幕墙多采用不透明的单晶硅和多晶硅元件,具有较高的发电效率。对于需要采光的幕墙则使用不透明的光伏电池,多采用非晶硅薄膜电池,其优点是透光率高、价格较低、生产方便、颜色外观可定制,缺点是光能利用率较低,或者也可以通过调整光伏电池单体之间的空隙或减少排布来达到透光要求。
(3) 光电遮阳板(Shadow Voltaic PV systems)。主要利用在凉亭、车棚等建构筑物上,将光电板作为遮阳构件,除了利用闲置屋顶空间发电产生效益外,同时也阻挡紫外线照射,有利于减缓车辆老化和降低车内温度,还有利于节约遮阳材料、丰富建筑外观。