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薄膜电池在光伏建筑一体化上的应用

发布时间:2019-10-12 21:06:51 编辑:笔名

中国作为发展中国家,能源消耗逐年以惊人的速度增长。而建筑作为能耗大户(发达国家的建筑能耗一般占到全国总能耗的1/3以上),其节能效益则变得尤其重要。建筑界提出“21世纪建筑”的概念即由建筑物自己产生能源,太阳能光伏建筑物一体化(BIPV)便成为21世纪建筑及光伏技术市场的热点。

光伏建筑一体化是薄膜太阳能电池的一个重要应用,它是结合太阳能电池发电和建筑物外墙的功能,将太阳能电池组件装置在建筑物上,使它起到既可以发电又可以代替建筑材料的双重用途。无论从建筑、技术或经济角度出发,太阳能光伏建筑一体化均有诸多优点:节省太阳能电池支撑结构,可替代屋顶、墙面、窗户等建材;节省太阳能电池安装成本;有效利用建筑物的表面积,不需另外占用土地;可以遮阳,降低建筑物外表温度并增加建筑物美观;将太阳能和建筑物结合,使建筑物能有自己的电源供应。

建筑业已经开始使用薄膜太阳能电池作为光伏建筑的电力来源,因为它既能发电,又可降低二氧化碳的排放量,使太阳能光伏建筑的优点更加明显,这是由薄膜电池的基本特性所决定的。

首先,薄膜电池性价比佳,其成本较低。晶体硅太阳能电池成本下降的空间非常有限,而薄膜太阳能电池不仅成本下降的空间较大,转换效率也可以逼近晶体硅,薄膜电池的生产成本低于1美元/瓦,使得在建筑物上大面积铺设光伏组件成为可能,受到建筑业的广泛青睐。

其次,薄膜电池具有良好的弱光性,受温度和环境的影响相对较小,即使在风沙、雨雪等恶劣天气的影响下,也具有稳定的发电性能。平均每年比晶体硅多发15%的电量。

应用在建筑上的光伏组件不可避免会受到外部环境如树荫、烟囱、灰尘、云朵等物体的遮挡。对于晶体硅太阳电池而言,小遮挡即可引起大功率损失,导致组件温度过高,严重的会烧坏组件,甚至引起重大火灾;但薄膜电池的电流密度较小,使其受阴影功率损失小,系统更加安全可靠、适应性强。相比之下,薄膜电池更加符合光伏建筑的选材要求。

最后,从建筑美学的角度出发,薄膜电池组件均匀透光,外视和内视效果好,外观整体性好,更易与建筑物融为一体。薄膜电池片可通过激光加工成点状、布纹状等达到不同的透光效果,还可以调整电池片的颜色、形状来满足不同建筑物的美学设计。

目前,不仅在欧洲、美国、日本等地,光伏建筑一体化(BIPV)应用系统正蓬勃发展,在国内,越来越多的BIPV示范和应用系统也呈现出强大的生命力。例如在山东德州微排大厦,该建筑物铺设的非晶硅薄膜太阳能组件是由普乐新能源(蚌埠)有限公司生产提供的,作为中国太阳谷的主会场,不仅有独具魅力的艺术造型,而且从真正意义上体现了节能环保的理念。目前,太阳谷微排大厦是全球最大的太阳能办公大楼,整体节能效率高达88%,每年可节约标准煤2640吨、节电660万度,减少污染物排放8672.4吨。

在环境污染日趋严重的形势下,大力发展光伏建筑一体化是未来一个新的趋势。在这方面,薄膜太阳能电池将逐步取代部分建筑材料,与建筑物完美结合,使得建筑物能有自己的电源供应,减少二氧化碳的排放,具有举足轻重的地位。

白慧慧:中南民族大学新闻专业毕业,现在普乐新能源新闻部工作。

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