BIPV光伏建筑系統(tǒng)方案簡(jiǎn)介

1、BIPV光光伏建筑系系統(tǒng)方案簡(jiǎn)簡(jiǎn)介目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc317098548 一、BIPV系統(tǒng)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc317098548 h 2 HYPERLINK l _Toc317098549 二、BIPV系統(tǒng)方案和逆變器選擇 PAGEREF _Toc317098549 h 3 HYPERLINK l _Toc317098550 1. 國(guó)內(nèi)外光伏建筑一體化（BIPV）的發(fā)展?fàn)顟B(tài) PAGEREF _Toc317098550 h 4 HYPERLINK l _Toc317098551 2. 建筑光伏（BIPV）的設(shè)計(jì)要素 PAGEREF _To

2、c317098551 h 6 HYPERLINK l _Toc317098552 3. 光伏建筑和微逆變器系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc317098552 h 11 HYPERLINK l _Toc317098553 三、附件 PAGEREF _Toc317098553 h 14 HYPERLINK l _Toc317098554 1. 逆變器系統(tǒng)安裝 PAGEREF _Toc317098554 h 14 HYPERLINK l _Toc317098555 2. 項(xiàng)目設(shè)計(jì)和計(jì)算依據(jù)： PAGEREF _Toc317098555 h 17一、BIPPV系統(tǒng)簡(jiǎn)簡(jiǎn)介當(dāng)光伏發(fā)電電飛速發(fā)展展時(shí)，它的

3、的應(yīng)用越來來越受到世世人的關(guān)注注，于是人人們想到能能夠充分接接受陽光的的屋頂。一一些國(guó)家的的重要部門門也開始注注意到屋頂頂計(jì)劃所蘊(yùn)蘊(yùn)含的巨大大效益，相相繼提出了了各國(guó)不同同的發(fā)展計(jì)計(jì)劃。屋頂頂計(jì)劃的社社會(huì)效益和和經(jīng)濟(jì)效益益也開始被被廣大消費(fèi)費(fèi)者所認(rèn)同同，并樂于于在自己的的屋頂上安安裝太陽能能發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)。但是各各國(guó)的條件件不同，發(fā)發(fā)展時(shí)期不不同，發(fā)展展基礎(chǔ)也不不盡相同，遇遇到的困難難更是多種種多樣，形形勢(shì)復(fù)雜。但屋頂計(jì)計(jì)劃依然受受到歡迎，屋屋頂計(jì)劃今今后的發(fā)展展需要每一一個(gè)人的參參與和努力力。目前世界各各國(guó)都對(duì)太太陽能產(chǎn)業(yè)業(yè)采取了諸諸多鼓勵(lì)性性策施，實(shí)實(shí)施了各種種長(zhǎng)期的政政府計(jì)劃，如如英國(guó)的百百

4、萬“綠色住宅宅”建筑計(jì)劃劃，美國(guó)的的“百萬太陽陽能屋頂計(jì)計(jì)劃”，歐洲的的“百萬屋頂頂計(jì)劃”，日本的的“陽光屋頂頂計(jì)劃”等等。各各國(guó)都不同同程度的制制定了一些些政策法規(guī)規(guī)，樹立了了各個(gè)階段段的目標(biāo)計(jì)計(jì)劃。正當(dāng)世界太太陽能高速速發(fā)展，開開始成為全全球競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的時(shí)候候，我國(guó)國(guó)國(guó)內(nèi)太陽能能的發(fā)展也也給我們帶帶來了希望望。令人振振奮的是，我我國(guó)太陽能能進(jìn)入大規(guī)規(guī)模實(shí)用階階段條件成成熟。首先先表現(xiàn)在太太陽能利用用逐步形成成共識(shí)，政政府扶持力力度加大，并并隨著京都都議定書的的簽訂和可可再生能源源法等相關(guān)關(guān)法律法規(guī)規(guī)的出臺(tái)，為為我國(guó)太陽陽能發(fā)展提提供了政策策保障；其次是我我國(guó)太陽能能利用的相相關(guān)技術(shù)問問題都

5、得到到了較好的的解決，其其中包括CCVTPPWM最大大功率跟蹤蹤控制技術(shù)術(shù)、并網(wǎng)逆逆變技術(shù)、系統(tǒng)的實(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采采集和數(shù)據(jù)據(jù)傳輸技術(shù)術(shù)等，使我我國(guó)具備了了設(shè)計(jì)和建建造實(shí)用的的一定規(guī)模模的并網(wǎng)光光伏發(fā)電系系統(tǒng)的能力力；再者，我我國(guó)太陽能能屋頂計(jì)劃劃的應(yīng)用前前景非常廣廣闊。我國(guó)國(guó)大部分地地區(qū)的太陽陽光強(qiáng)度都都滿足光伏伏發(fā)電的基基本要求，而而且還擁有有許多太陽陽能豐富區(qū)區(qū)。這些都都為我國(guó)發(fā)發(fā)展太陽能能確立了前前提。如果果屋頂安裝裝上太陽能能發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)，勿庸置置疑，它將將會(huì)帶給用用戶巨大的的效益，并并擁有以下下幾個(gè)非常常突出的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：（1）它可可以增強(qiáng)建建筑的美觀觀性。采用用“屋面瓦”來代替原原屋面上部

6、部分建筑瓦瓦片，既能能夠進(jìn)一步步減少建筑筑成本，又又能夠達(dá)到到防水遮陽陽的效果。它與建筑筑融為一體體，外表獨(dú)獨(dú)特美觀。另一方面面，它還能能帶來一定定的旅游價(jià)價(jià)值。（2）光伏伏發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)一旦完成成，將大大大降低建筑筑物的能耗耗。據(jù)測(cè)算算，在標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)日照條件件（10000瓦/平方米）下下，安裝太太陽能發(fā)電電系統(tǒng)，11平方米屋屋頂可獲得得130-180瓦電電。這樣建建筑物就可可以利用電電池組件所所發(fā)的電來來進(jìn)行照明明，并且電電量過剩后后，還可拉拉電上網(wǎng)，獲獲取一點(diǎn)盈盈利。（3）光伏伏屋頂對(duì)環(huán)環(huán)境污染小小，并且能能夠減排大大量CO2。據(jù)專家家預(yù)測(cè)，太太陽能電池池累計(jì)用量量達(dá)到6000MW，大大約相當(dāng)于于

7、每年減排排二氧化碳碳59萬噸。而據(jù)國(guó)國(guó)家電力部部統(tǒng)計(jì)，每每生產(chǎn)一度度電，大約約需要3550克左右右的煤。眾眾所周知，煤煤是溫室氣氣體的主要要來源，而而太陽能光光伏發(fā)電就就能夠減少少煤的燃燒燒。圖1 BIIPV光伏伏發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)示意圖其實(shí)，太陽陽能屋頂計(jì)計(jì)劃除了以以上優(yōu)點(diǎn)外，還還具有一定的的經(jīng)濟(jì)可行行性。雖然然經(jīng)粗略估估計(jì)建造一一個(gè)光伏屋屋頂平均需需要15萬元的的費(fèi)用，但但它的發(fā)展展形勢(shì)卻很很樂觀。據(jù)據(jù)預(yù)測(cè)，國(guó)國(guó)際上有可可能在20020年將將太陽能電電池的成本本由現(xiàn)在的的3-4美元元/WP降至至1美元/WPP，屆時(shí)將將建造5000MW的的大工廠。同時(shí)，經(jīng)經(jīng)專家預(yù)測(cè)測(cè)知，一套套太陽能發(fā)發(fā)電系統(tǒng)壽壽命

8、可高達(dá)達(dá)20-25年，并且且在使用期期間基本無無需維護(hù)，因因此它的投投入基本只只需考慮初初始投資費(fèi)費(fèi)用。根據(jù)一些太太陽能公司司的估計(jì)，一一套太陽能能發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)的投資回回收期只需需12.55年，當(dāng)然然這其中包包含政府的的補(bǔ)助（主主要通過上上網(wǎng)電價(jià)的的補(bǔ)貼，我我國(guó)的上網(wǎng)網(wǎng)電價(jià)是11.15元元/W，BIPVV示范項(xiàng)目目的補(bǔ)助可可達(dá)7.55至9元/W。獲得得示范項(xiàng)目目補(bǔ)貼則成成本更低）。這樣算來來，對(duì)于一個(gè)個(gè)家庭用戶戶來說，可可以凈得112.5年年左右的盈盈利，它將將是一個(gè)比比較可觀和和吸引人的的數(shù)字。二、BIPPV系統(tǒng)方方案和逆變變器選擇我們提出的的光伏微型型逆變器系系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖如圖2描述。系統(tǒng)統(tǒng)

9、架構(gòu)主要要包括：（1）太陽陽能電池板板。進(jìn)行能能量收集，光光電轉(zhuǎn)換的的源頭。一一般將電池池板組件置置于屋頂或或者接收太太陽光良好好的墻壁，空空曠地段。（2）太陽陽能微型逆逆變器模塊塊。將太陽陽能電池板板收集到的的電能通過過現(xiàn)代電力力電子技術(shù)術(shù)進(jìn)行高效效功率變換換。將原始始電壓電流流波動(dòng)變換換的低壓直直流電轉(zhuǎn)換換成電壓穩(wěn)穩(wěn)定的直流流電。關(guān)鍵鍵技術(shù)包括括：高效功功率變換，低低諧波技術(shù)術(shù)，并網(wǎng)技技術(shù)，并網(wǎng)網(wǎng)故障檢測(cè)測(cè)技術(shù)等。（3）智能能電表。滿滿足新型智智能電網(wǎng)的的需要，將將各種功率率信息，微微型逆變器器工作狀態(tài)態(tài)信息等進(jìn)進(jìn)行記錄，存存儲(chǔ)，傳送送。（4）并網(wǎng)網(wǎng)發(fā)電。將將太陽能清清潔能源并并入電網(wǎng)，傳

10、傳送到電網(wǎng)網(wǎng)負(fù)載端。（5）能量量管理信息息處理單元元。將智能能電表獲取取的各種信信息，進(jìn)行行系統(tǒng)處理理。（6）本地地化監(jiān)控系系統(tǒng)?？稍谠诒镜乜蛻魬舳酥苯硬椴轵?yàn)各種功功率信息，工工作狀態(tài)信信息，故障障信息等。（7）遠(yuǎn)程程監(jiān)控單元元?？梢詫⑾到y(tǒng)的功功率信息，微微型逆變器器工作狀態(tài)態(tài)信息，故故障信息等等進(jìn)行遠(yuǎn)程程傳送。傳傳送至客戶戶的遠(yuǎn)程監(jiān)監(jiān)控點(diǎn)。信信息可覆蓋蓋局域網(wǎng)，或或者Intterneet。傳送送方式可分分為有線式式和無線式式。圖2 光伏伏建筑系統(tǒng)統(tǒng)的架構(gòu)圖圖1. 國(guó)內(nèi)內(nèi)外光伏建建筑一體化化（BIPPV）的發(fā)發(fā)展?fàn)顟B(tài)（1）國(guó)外外建筑一體體化（BIIPV）的的發(fā)展?fàn)顟B(tài)態(tài)美國(guó)是世界界上能量消消耗

11、最大的的國(guó)家，國(guó)國(guó)會(huì)先后通通過了“太太陽能供暖暖降溫房屋屋的建筑條條例”和“節(jié)約能源源房屋建筑筑法規(guī)”等等鼓勵(lì)新能能源利用的的法律文件件。在經(jīng)濟(jì)濟(jì)上也采取取有效措施施，不僅在在太陽能利利用研究方方面投入大大量經(jīng)費(fèi)，而而且由國(guó)會(huì)會(huì)通過一項(xiàng)項(xiàng)對(duì)太陽能能系統(tǒng)買主主減稅的優(yōu)優(yōu)惠辦法。因此，美美國(guó)太陽能能建筑的發(fā)發(fā)展極為迅迅速，無論論是對(duì)太陽陽能建筑的的研究、設(shè)設(shè)計(jì)優(yōu)化，還還是材料、房屋部件件結(jié)構(gòu)的產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)、應(yīng)用，以以及真正形形成商業(yè)運(yùn)運(yùn)作的房地地產(chǎn)開發(fā)，美美國(guó)均處于于世界領(lǐng)先先地位，并并在國(guó)內(nèi)形形成了完整整的太陽能能建筑產(chǎn)業(yè)業(yè)化體系。美國(guó)于上個(gè)個(gè)世紀(jì)800年代初就就由新墨西西哥洲的洛洛斯阿拉莫莫斯科

12、學(xué)實(shí)實(shí)驗(yàn)室編制制出版了被被動(dòng)式太陽陽房設(shè)計(jì)手手冊(cè)。此外外，美國(guó)還還出版了許許多實(shí)用的的被動(dòng)式太太陽房建筑筑圖集，既既介紹成功功的設(shè)計(jì)實(shí)實(shí)例，也有有對(duì)太陽房房原理、構(gòu)構(gòu)造的詳細(xì)細(xì)說明。這這些工具書書的發(fā)行和和一些樣板板示范房屋屋的建立，對(duì)對(duì)美國(guó)公眾眾接受太陽陽房起到了了很好的促促進(jìn)作用。比較著名名的示范建建筑有：位位于新澤西西州普林斯斯頓的凱爾爾布住宅；位于新墨墨西哥州科科拉爾斯的的貝爾住宅宅；位于新新墨西哥州州圣塔菲的的圣塔菲太太陽房；位位于加利福福尼亞州阿阿塔斯卡德德洛的阿塔塔斯卡德洛洛住宅，以以及位于新新墨西哥州州科拉爾斯斯的戴維斯斯住宅。這這些建筑采采用壁爐或或電散熱器器作輔助熱熱源，但

13、太太陽能供暖暖率均在775%以上上，有的已已達(dá)到1000%，例例如阿塔斯斯卡德洛住住宅。早在上個(gè)世世紀(jì)40年代，美美國(guó)麻省理理工學(xué)院就就開始利用用太陽能集集熱器作為為熱源的供供暖、空調(diào)調(diào)系統(tǒng)研究究，先后建建成了號(hào)號(hào)實(shí)驗(yàn)太陽陽房。這些些實(shí)驗(yàn)太陽陽房，即是是最早的主主動(dòng)式太陽陽房。到770年代以以后；又有有華盛頓近近郊的托馬馬森太陽房房和科羅拉拉多州丹佛佛市的洛夫夫太陽房等等主動(dòng)式太太陽房的示示范建筑建建成。這些些太陽房的的成功運(yùn)行行，說明太太陽能供熱熱、空調(diào)系系統(tǒng)在技術(shù)術(shù)上是完全全可行的，但但由于投資資較大，推推廣普及程程度不及被被動(dòng)式太陽陽房。直到到進(jìn)入900年代，由由于開發(fā)出出更加高效效的太

14、陽集集熱器和吸吸收式制冷冷機(jī)、熱泵泵機(jī)組，應(yīng)應(yīng)用范圍才才得以擴(kuò)大大。日本在主動(dòng)動(dòng)式太陽房房的研究應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域也也處于世界界前列。11974年年日本通產(chǎn)產(chǎn)省制定了了“陽光計(jì)計(jì)劃”，并并按此計(jì)劃劃建造了數(shù)數(shù)幢典型太太陽能采暖暖空調(diào)試驗(yàn)驗(yàn)建筑，如如矢崎實(shí)驗(yàn)驗(yàn)太陽房。而且多年年來日本的的太陽能采采暖、空調(diào)調(diào)建筑一直直穩(wěn)步發(fā)展展，并已應(yīng)應(yīng)用于大型型建筑物上上。此外，法國(guó)國(guó)、德國(guó)、澳大利亞亞、英國(guó)等等發(fā)達(dá)國(guó)家家也擁有相相當(dāng)先進(jìn)的的太陽能建建筑應(yīng)用技技術(shù)。著名名的集熱蓄蓄熱墻采暖暖方式即是是法國(guó)人菲菲利克斯特朗勃的的專利，法法國(guó)的奧代代洛太陽房房是該采暖暖理論轉(zhuǎn)化化為實(shí)際應(yīng)應(yīng)用的第一一個(gè)樣板房房。英國(guó)利利物浦

15、附近近的沃拉西西的圣喬治治郡中學(xué)，則則是直接受受益式太陽陽房最大和和最早的樣樣板之一。盡管英國(guó)國(guó)的太陽能能資源并不不豐富，該該所中學(xué)安安裝的常規(guī)規(guī)采暖系統(tǒng)統(tǒng)卻從未使使用過。最后值得一一提的是近近幾年來在在發(fā)達(dá)國(guó)家家已有相當(dāng)當(dāng)發(fā)展水平平的“零能能房屋”，即即完全由太太陽能光電電轉(zhuǎn)換裝置置提供建筑筑物所需要要的全部能能源消耗，真真正做到清清潔、無污污染，它代代表了211世紀(jì)太陽陽能建筑的的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)。由于許許多國(guó)家的的政府（如如美國(guó)、德德國(guó)）都制制定了太陽陽能在國(guó)家家總能源消消耗中的所所占比例應(yīng)應(yīng)超過200%的計(jì)劃劃，相信這這種“零能能房屋”將將會(huì)有十分分良好的發(fā)發(fā)展前景。（2）國(guó)內(nèi)內(nèi)建筑一體體化

16、（BIIPV）的的發(fā)展?fàn)顩r況綠色健康住住宅根據(jù)國(guó)國(guó)家有關(guān)部部門的要求求，已進(jìn)入入了試點(diǎn)應(yīng)應(yīng)用研究的的重點(diǎn)階段段，而作為為可再生能能源的太陽陽能熱利用用技術(shù)也同同時(shí)進(jìn)入了了快速發(fā)展展時(shí)期，太太陽能熱水水器真成為為廣大民眾眾綠色家電電的首選。建設(shè)部相相繼召開了了“太陽能能與建筑結(jié)結(jié)合應(yīng)用研研討會(huì)”，國(guó)國(guó)家有關(guān)部部門對(duì)這項(xiàng)項(xiàng)課題十分分重視并抓抓得很緊，建建設(shè)部、科科技部、經(jīng)經(jīng)貿(mào)委先后后分別下發(fā)發(fā)了建設(shè)設(shè)部建筑節(jié)節(jié)能“十五五”計(jì)劃綱綱要、科技型中中小企業(yè)技技術(shù)創(chuàng)新基基金若干重重點(diǎn)項(xiàng)目指指南、新能源和和可再生能能源產(chǎn)業(yè)發(fā)發(fā)展“十五五”規(guī)劃、關(guān)于于組織實(shí)施施資源節(jié)約約與環(huán)境保保護(hù)重大的的通知等等文件，強(qiáng)強(qiáng)

17、調(diào)并提出出課題開發(fā)發(fā)應(yīng)用的目目標(biāo)，明確確了發(fā)展的的重點(diǎn)和重重點(diǎn)支持的的具體項(xiàng)目目。為此，中中國(guó)建筑標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研研究所承擔(dān)擔(dān)了編制建建筑工程行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、建筑施工工工法、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖圖集等“太太陽能供熱熱制冷成套套技術(shù)開發(fā)發(fā)與示范”的課題，為為太陽能與與建筑一體體化事業(yè)的的健康穩(wěn)步步發(fā)展，也也為我們?cè)O(shè)設(shè)計(jì)單位承承擔(dān)這項(xiàng)課課題的專項(xiàng)項(xiàng)設(shè)計(jì)提供供有利條件件。福州康康安康合太太陽能公司司20022年在“湖湖前蘭庭”9幢別墅做做了第一個(gè)個(gè)太陽能與與建筑一體體化示范工工程，接著著又在福州州武警消防防大廈、泉泉州“中遠(yuǎn)遠(yuǎn)名城”，馬馬尾“時(shí)代代廣場(chǎng)”商商住樓等多多處做了多多例大型的的太陽能集集中供熱系系統(tǒng)工程，

18、已已全部通過過驗(yàn)收投入入使用，節(jié)節(jié)能效果顯顯著。據(jù)了解，目目前太陽能能利用與建建筑一體化化這項(xiàng)新課課題主要是是科研、院院校在研究究開發(fā)，一一些能源技技術(shù)開發(fā)公公司承擔(dān)施施工安裝，福福州康安康康合太陽能能技術(shù)開發(fā)發(fā)公司經(jīng)過過多年的研研究、試驗(yàn)驗(yàn)和開發(fā)，擁?yè)碛小疤栮柲芪鼰嵬咄咂?、“真空管太太陽能中央央熱水器”、“不?duì)對(duì)稱太陽能能集熱板”等多項(xiàng)國(guó)國(guó)家實(shí)用型型專利，該該公司利用用多項(xiàng)成果果，專業(yè)從從事太陽能能集中供熱熱建設(shè)，在在解決太陽陽能與建筑筑一體化上上取得很大大突破，已已經(jīng)設(shè)計(jì)、安裝了上上述介紹的的幾項(xiàng)大工工程，積累累了很多的的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，取得了了可喜的成成績(jī)。（3）光伏伏建筑一體體化的發(fā)展

19、展方向目前建筑物物空氣溫度度調(diào)節(jié)消耗耗著大量的的能量。在在我國(guó)，它它要占到建建筑物總能能耗的約770%。用用空調(diào)機(jī)和和燃煤來控控制室溫不不僅消耗能能量，帶來來外界的環(huán)環(huán)境污染，而而且并不能能給室內(nèi)人人員帶來健健康的環(huán)境境（雖然暫暫時(shí)它是舒舒適的）。在太陽能能用于采暖暖方面，除除造價(jià)較高高的被動(dòng)式式太陽房有有一些示范范型建筑外外，還沒有有大規(guī)模的的采用。主主動(dòng)式太陽陽能供能由由于成本更更高，與我我國(guó)的經(jīng)濟(jì)濟(jì)發(fā)展也是是遠(yuǎn)不相適適應(yīng)。因此此，建筑供供能的主動(dòng)動(dòng)與被動(dòng)相相結(jié)合的思思想及太陽陽能與常規(guī)規(guī)能源相結(jié)結(jié)合的思想想。按照房房間的功能能，采用不不同方案的的配合及交交叉，這樣樣可以大大大降低太陽陽能

20、用于建建筑供能的的一次投資資和運(yùn)行成成本，使得得整個(gè)方案案在商業(yè)化化的意義下下具有可操操作性。被動(dòng)采暖與與降溫的意意義在于使使建筑本身身能量負(fù)荷荷大大降低低（節(jié)能率率約70%），使其其所要求主主動(dòng)供能裝裝置提供的的能量大大大降低。也也就是說，它它將對(duì)昂貴貴裝置的要要求降低。另外，被被動(dòng)供能是是巧妙利用用自然條件件的變化來來調(diào)節(jié)室內(nèi)內(nèi)溫度。我我們認(rèn)為，建建筑物內(nèi)空空氣溫度調(diào)調(diào)節(jié)技術(shù)發(fā)發(fā)展方向不不應(yīng)當(dāng)是改改變自然環(huán)環(huán)境來滿足足人的要求求，而是應(yīng)應(yīng)當(dāng)盡量巧巧妙地利用用并順應(yīng)自自然界來滿滿足人們對(duì)對(duì)健康和舒舒適的要求求。研究空空調(diào)的目的的應(yīng)當(dāng)是盡盡量減少人人工環(huán)境，而而不是相反反。主動(dòng)供能的的意義在于

21、于保障建筑筑室內(nèi)的舒舒適性增加加。在主動(dòng)與被被動(dòng)供能相相互配合組組成供能系系統(tǒng)的情況況下，整套套建筑供能能系統(tǒng)的設(shè)設(shè)備性能將將會(huì)提高，而而尺寸和造造價(jià)將會(huì)降降低。2. 建筑筑光伏（BBIPV）的的設(shè)計(jì)要素素（1）BIIPV的優(yōu)優(yōu)越性聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)光光伏陣列一一般安裝在在閑置的屋屋頂或墻面面上，無需額外外用地或增增建其他設(shè)設(shè)施，適用用于人口密密集的地方方使用。這這對(duì)于土地地昂貴的城城市建筑尤尤其重要?？稍匕l(fā)電電、原地用用電，在一一定距離范范圍內(nèi)可以以節(jié)省電站站送電網(wǎng)的的投資。對(duì)對(duì)于聯(lián)網(wǎng)戶戶用系統(tǒng)，光光伏陣列所所發(fā)電力既既可供給本本建筑物負(fù)負(fù)載使用，也也可送入電電網(wǎng)。 夏季，處于于日照時(shí)，由由于大量制

22、制冷設(shè)備的的使用，形形成電網(wǎng)用用電高峰。而這時(shí)也也是光伏陣陣列發(fā)電最最多的時(shí)候候。BIPPV系統(tǒng)除除保證自身身建筑用電電外，還可可以向電網(wǎng)網(wǎng)供電，從從而緩解高高峰電力需需求。 由于光伏陣陣列安裝在在屋頂和墻墻壁等外圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)上上，吸收太太陽能、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為電能能大大降低低了室外綜綜合溫度，減減少了墻體體得熱和室室內(nèi)空調(diào)冷冷負(fù)荷，既既節(jié)省了能能源，又利利于保證室室內(nèi)的空氣氣品質(zhì)。避免了由于于使用一般般化石燃料料發(fā)電所導(dǎo)導(dǎo)致的空氣氣污染和廢廢渣污染，這這對(duì)于環(huán)保保要求嚴(yán)格格的今天與與未來更為為重要。由于光伏電電池的組件件化，光伏伏陣列安裝裝起來很簡(jiǎn)簡(jiǎn)便，而且且可以任意意選擇發(fā)電電容量。 在建筑圍護(hù)護(hù)結(jié)

23、構(gòu)上安安等光伏陣陣列，可以以促進(jìn)PVV部件的大大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)，從而能能夠進(jìn)一步步降低PVV部件的市市場(chǎng)價(jià)格，這這對(duì)于BIIPV系統(tǒng)統(tǒng)的廣泛應(yīng)應(yīng)用有著極極大的推動(dòng)動(dòng)作用。 大尺度新型型彩色光伏伏模塊的誕誕生，不僅僅約了昂貴貴的外裝飾飾材料（玻璃幕墻墻等），且使建建筑外觀更更有魅力。 BIPV將將3年內(nèi)占國(guó)內(nèi)內(nèi)市場(chǎng)的440建筑光伏占占全球光伏伏應(yīng)用755中國(guó)的建筑筑光伏以BBIPV為為主形象工程將將是3年內(nèi)建筑筑光伏市場(chǎng)場(chǎng)主體 圖3 全球球光伏應(yīng)用用的主流是是建筑光伏伏（2）建筑筑光伏的美美學(xué)要求光伏建筑首首先是一個(gè)個(gè)建筑，它它是建筑師師的藝術(shù)品品，就相當(dāng)當(dāng)于音樂家家的音樂，畫畫家的一幅幅名畫，而而

24、對(duì)于建筑筑物來說光光線就是他他的靈魂，因因此建筑物物對(duì)光影要要求甚高。但普通光光伏組件所所用的玻璃璃大多為布布紋超白鋼鋼化玻璃，其其布紋具有有磨砂玻璃璃阻擋視線線的作用。如果光伏伏組件安裝裝在大樓的的觀光處，這這個(gè)位置需需要光線通通透，這時(shí)時(shí)就要采用用光面超白白鋼化玻璃璃制作雙面面玻璃組件件，用來滿滿足建筑物物的功能。同時(shí)為了了節(jié)約成本本，電池板板背面的玻玻璃可以采采用普通光光面鋼化玻玻璃。一個(gè)建筑物物的成功與與否，關(guān)鍵鍵一點(diǎn)就是是建筑物的的外觀效果果，有時(shí)候候細(xì)微的不不協(xié)調(diào)都是是不能容忍忍。但普通通光伏組件件的接線盒盒一般粘在在電池板背背面，接線線盒較大，很很容易破壞壞建筑物的的整體協(xié)調(diào)調(diào)感

25、，通常常不為建筑筑師所接受受，因此光光伏建筑中中要求將接接線盒省去去或隱藏起起來，這時(shí)時(shí)的旁路二二極管沒有有了接線盒盒的保護(hù)，要要考慮采用用其他方法法來保護(hù)它它，需要將將旁路二極極管和連接接線隱藏在在幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)中。比如如將旁路二二極管放在在幕墻骨架架結(jié)構(gòu)中，以以防陽光直直射和雨水水侵蝕。普通光伏組組件的連接接線一般外外露在組件件下方，光光伏建筑中中光伏組件件的連接線線要求全部部隱藏在幕幕墻結(jié)構(gòu)中中。例如：圖4 光伏伏建筑美學(xué)學(xué)要求（3）建筑筑結(jié)構(gòu)與光光伏組件電電學(xué)性能的的配合在設(shè)計(jì)光伏伏建筑時(shí)要要考慮電池池板本身的的電壓、電電流是否方方便光伏系系統(tǒng)設(shè)備選選型，但是是建筑物的的外立面有有可能是一

26、一些大小、形式不一一的幾何圖圖形組成，這這會(huì)造成組組件間的電電壓、電流流不同，這這個(gè)時(shí)候可可以考慮對(duì)對(duì)建筑立面面進(jìn)行分區(qū)區(qū)及調(diào)整分分格，使光光伏組件接接近標(biāo)準(zhǔn)組組件電學(xué)性性能，也可可以采用不不同尺寸的的電池片來來滿足分格格的要求，以以最大限度度地滿足建建筑物外立立面效果。另外，還還可以將少少數(shù)邊角上上的電池片片不連接入入電路，以以滿足電學(xué)學(xué)要求。（4）巧妙妙利用太陽陽能的建筑筑太陽能為保保護(hù)環(huán)境創(chuàng)創(chuàng)造了有利利條件，于于是許多建建筑學(xué)家巧巧妙利用太太陽能建造造太陽能建建筑。i）太陽能能墻：美國(guó)國(guó)建筑專家家發(fā)明太陽陽能墻，是是在建筑物物的墻體外外側(cè)裝一層層薄薄的黑黑色打孔鋁鋁板，能吸吸收照射到到墻

27、體上的的80%的太陽能能量。被吸吸入鋁板的的空氣經(jīng)預(yù)預(yù)熱后，通通過墻體內(nèi)內(nèi)的泵抽到到建筑物內(nèi)內(nèi)，從而就就能節(jié)約中中央空調(diào)的的能耗。ii）太陽陽能窗：德德國(guó)科學(xué)家家發(fā)明了兩兩種采用光光熱調(diào)節(jié)的的玻璃窗。一種是太太陽能溫度度調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)，白天采采集建筑物物窗玻璃表表面的暖氣氣，然后把把這種太陽陽能傳遞到到墻和地板板的空間存存儲(chǔ)，到了了晚上再放放出來；另另一種是自自動(dòng)調(diào)整進(jìn)進(jìn)入房間的的陽光量，如如同變色太太陽鏡一樣樣，根據(jù)房房間設(shè)定的的溫度，窗窗玻璃或是是變成透明明或是變成成不透明。iii）太太陽能房屋屋：德國(guó)建建筑師塞多多.特霍爾斯斯建造了一一座能在基基座上轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)跟蹤陽光光的太陽能能房屋。該該房屋安

28、裝裝在一個(gè)圓圓盤底座上上，由一個(gè)個(gè)小型太陽陽能電動(dòng)機(jī)機(jī)帶動(dòng)一組組齒輪，使使房屋底座座在環(huán)形軌軌道上以每每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)3厘米的速速度隨太陽陽旋轉(zhuǎn)。這這個(gè)跟蹤太太陽的系統(tǒng)統(tǒng)所消耗的的電力僅為為該房太陽陽能發(fā)電功功率的1%，而該房房太陽能發(fā)發(fā)電量相當(dāng)當(dāng)于一般不不能轉(zhuǎn)動(dòng)的的太陽能房房屋的兩倍倍。（5）建筑筑規(guī)范的安安全要求 建筑物需要要以玻璃作作為建筑材材料的下列列部位必須須使用安全全玻璃：i）7層及及7層以上建建筑物外開開窗；ii）面積積大于1.5的窗窗玻璃底邊邊離最終裝裝修面小于于500mmm的落地地窗；iii）幕幕墻；iv）傾斜斜裝配窗、各類天棚棚（含天窗窗、采光頂頂）、吊頂頂；v）觀光電電梯及其

29、外外圍護(hù)；vi）陽臺(tái)臺(tái)、平臺(tái)欄欄板；vii）公公共建筑物物的出入口口、門廳等等部位；viii）易遭受撞撞擊，沖擊擊而造成人人體傷害的的其他部位位。（6）BIIPV和逆逆變器選擇擇圖5 逆變變器在BIIPV系統(tǒng)統(tǒng)中的作用用通常光伏建建筑使用的的光伏板功功率一般在在幾十千瓦瓦到二三百百千瓦，110KW以以上1000KW以下下的中型功功率逆變器器應(yīng)用較多多，部分小小型家庭系系統(tǒng)，仍然然是5KWW以下小型型機(jī)適用。光伏建筑上上安裝的電電池板很難難滿足最佳佳光照角度度設(shè)計(jì)，并并處于復(fù)雜雜的外界環(huán)環(huán)境中，系系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，盡量將將不同環(huán)境境下的電池池板接入不不同逆變器器；擁有多多路MPPPT的產(chǎn)品品能夠適應(yīng)

30、應(yīng)更靈活的的設(shè)計(jì)，節(jié)節(jié)省升本；能夠與電電池板一對(duì)對(duì)一的微型型逆變器相相對(duì)能夠生生產(chǎn)更多電電能。光伏建筑最最常用的薄薄膜電池組組件大部分分需要負(fù)極極接地，對(duì)對(duì)逆變器有有一定要求求。需要逆逆變器據(jù)有有隔離變壓壓器，使輸輸入輸出之之間隔離，避避免產(chǎn)生直直流回路；通過技術(shù)術(shù)手段（如如靜軌拓?fù)鋼浣Y(jié)構(gòu)）達(dá)達(dá)到逆變器器負(fù)極輸入入接近零電電位，范圍圍在RCDD檢測(cè)閥值值之內(nèi)。 微型逆變器器：微型逆變變器是與單單個(gè)光伏組組件相連，可可以將光伏伏組件輸出出的直流電電直接變換換成交流電電并傳輸?shù)降诫娋W(wǎng)，具具有以下優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：（11）保證每每個(gè)組件均均運(yùn)行在最最大功率點(diǎn)點(diǎn)，具有很很強(qiáng)的抗局局部陰影能能力；（22）將逆變變

31、器與光伏伏組件集成成，可以實(shí)實(shí)現(xiàn)模塊化化設(shè)計(jì)、實(shí)實(shí)現(xiàn)即插即即用和熱插插拔，系統(tǒng)統(tǒng)擴(kuò)展簡(jiǎn)單單方便；（3）并網(wǎng)逆變器基本不獨(dú)立占用安裝空間，分布式安裝便于配置，能夠充分利用空間和適應(yīng)不同安裝方向和角度的應(yīng)用；（4）系統(tǒng)冗余度高、可靠性高，單個(gè)模塊失效不會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成影響。微型逆變器已經(jīng)成為光伏建筑市場(chǎng)的一個(gè)新興點(diǎn)，它讓每一塊光伏板都能發(fā)揮到最大的效能，為系統(tǒng)帶來更大收益。 伴隨著微型型逆變器的的發(fā)展，“交流組件件”這個(gè)概概念逐漸為為人們所認(rèn)認(rèn)知。從成成本角度考考量，微型型逆變器的的每瓦價(jià)格格略高于傳傳統(tǒng)逆變器器，使用微微型逆變器器使得整個(gè)個(gè)光伏系統(tǒng)統(tǒng)成本增加加3-4.5%，而而使用微型型逆變器大

32、大約能夠?yàn)闉檎麄€(gè)系統(tǒng)統(tǒng)帶來5%-25%的額外收收益。 圖6 使用用微逆變器器有效降低低了局部陰陰影對(duì)輸出出功率的影影響3. 光伏伏建筑和微微逆變器系系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）奇妙妙微逆變器器產(chǎn)品介紹紹太陽能微型型逆變器模模塊的系統(tǒng)統(tǒng)框圖如 REF _Ref315513095 h * MERGEFORMAT 圖圖 9所示。主主要包括：輔助電源設(shè)設(shè)計(jì)。提供供DSP芯片片，功率變變換IC，晶體體管，以及及監(jiān)控單元元所需要的的直流母線線電壓。良良好的輔助助電源設(shè)計(jì)計(jì)可以減小小待機(jī)功耗耗，是現(xiàn)在在主流產(chǎn)品品的重要競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)指標(biāo)。同時(shí)輔助助電源設(shè)計(jì)計(jì)對(duì)降低整整機(jī)成本，減減小整機(jī)體體積都有很很大幫助直流轉(zhuǎn)交流流逆變功率率變

33、換。屬屬于核心技技術(shù)部分。通過提出出的新拓?fù)鋼浼軜?gòu)，將將太陽能電電池的不穩(wěn)穩(wěn)定直流電電，通過高高頻功率電電子，轉(zhuǎn)換換成電壓穩(wěn)穩(wěn)定，滿功功率輸出的的交流電，并并最終向電電網(wǎng)傳送能能量。輸出電磁干干擾（EMMI）濾波波器。電網(wǎng)網(wǎng)對(duì)于電磁磁干擾EMMI有嚴(yán)格格要求。因因此，本方方案采用兩兩級(jí)LC濾波器器方案。需需要針對(duì)EEMI濾波波器和功率率逆變單元元進(jìn)行優(yōu)化化設(shè)計(jì)。在在滿足電網(wǎng)網(wǎng)要求前提提下，盡量量較少濾波波器體積?；跀?shù)字信信號(hào)處理DDSP芯片片的控制器器。DSPP芯片負(fù)責(zé)責(zé)功率變換換的控制算算法，最大大功率跟蹤蹤算法，起起停機(jī)，保保護(hù)功能。同時(shí)必須須融合并網(wǎng)網(wǎng)算法，并并網(wǎng)鎖相，并并網(wǎng)故障檢檢測(cè)

34、，故障障處理。圖7 微逆逆變器主板板實(shí)物圖圖8 奇妙妙微逆變器器實(shí)物圖片片圖9 微逆逆變器原理理框圖奇妙微逆變變器技術(shù)參參數(shù)奇妙微逆變變器中國(guó)2200V/500Hz型號(hào)QM2400-CN直流輸入建議組件SSTC功率率范圍（WW）180-2280直流輸入電電壓范圍（V）20-455直流最大輸輸入電壓（V）55直流最大輸輸入電流（A）12交流輸出額定輸出功功率（W）200最大輸出功功率（W）240額定輸出電電流（A）1.05最大輸出電電流（A）1.2額定輸出電電壓（V）220額定輸出電電壓范圍（V）187-2242額定輸出頻頻率（Hzz）50額定輸出頻頻率范圍（Hz）49.5-50.55支持最大微

35、微逆連接數(shù)數(shù)（臺(tái)）15性能峰值效率95%CEC加權(quán)權(quán)效率94%最大功率跟跟蹤效率99%輸出功率因因數(shù)0.999最大THDD5%夜間功耗（mW）30使用額定工作溫度-40oCC to +65ooC電磁兼容GB/T1177999安全規(guī)范GB/T1199399，IEC6621166使用壽命（年年）15結(jié)構(gòu)尺寸（長(zhǎng)寬寬高，毫米米）218113735重量（千克克）2.5封裝額定IP65冷卻自然備注序列號(hào)（0000077DEE89222）101112345588099101112345587555光伏組件ZQM型號(hào)ZQM-2240D-24最大功率（Wp）250尺寸（長(zhǎng)寬寬高，毫米米）158080835最大

36、功率點(diǎn)點(diǎn)電壓（VV）36.4最大功率點(diǎn)點(diǎn)電流（AA）5.2開路電壓（V）45短路電流（A）5.55重量(KGG)15.5安裝孔距 附平面面圖 三、附件1. 逆變變器系統(tǒng)安安裝安裝奇妙微微逆變器系系統(tǒng)有以下下6個(gè)關(guān)鍵步步驟: （1） 將將奇妙微逆逆變器固定定到支架上上 （2） 連連接光伏面面板 （3） 連連接奇妙微微逆變器交交流線纜 （4） 系系統(tǒng)接地 （5） 安安裝交流支支路接線盒盒 （6） 完完成奇妙微微逆變器系系統(tǒng)安裝圖圖 步驟1 將將奇妙微逆變變器安裝到到支架上注意事項(xiàng)：（1）安裝裝任何微逆逆變器之前前，確認(rèn)公公共連接點(diǎn)點(diǎn)處電網(wǎng)電電壓符合微微逆變器標(biāo)標(biāo)簽上的電電壓等級(jí)。（2）依據(jù)據(jù)與光伏

37、面面板接線盒盒或其它障障礙物距離離等標(biāo)記出出微逆變器器在支架上上的位置，禁禁止將微逆逆變器安裝裝在陽光能能直接照射射的地方，微微逆變器和和上面光伏伏面板之間間至少相隔隔3厘米以上上。（3）如果果使用接地地墊圈將微微逆變器外外殼和光伏伏面板支架架相連，接接地墊圈必必須經(jīng)過支支架制造商商認(rèn)可，且且每個(gè)逆變變器至少需需要安裝一一個(gè)接地墊墊圈。 步驟 2 連接奇妙微逆變變器與光伏伏面板 首先將光伏伏面板的正正極接頭(母頭)和微逆變變器的負(fù)極極接頭(公頭)相連。然然后將光伏伏面板的負(fù)負(fù)極接頭(公頭)和微逆變變器的正極極接頭(母頭)相連。每每臺(tái)微逆變變器連接一一塊光伏面面板。 步驟 3 連接奇妙微逆變變器

38、與交流線纜纜每臺(tái)微逆變變器有3針母頭和和公頭各一一個(gè)，公頭頭側(cè)交流線線長(zhǎng)1.22米。通過過微逆變器器互相之間間公頭和母母頭相連就就可形成一一條交流支支路。 a. 每臺(tái)臺(tái)支路的第第一臺(tái)微逆逆變器的交交流公頭側(cè)側(cè)接上接線線盒。 b. 檢查查支路上要要連接的微微逆變器數(shù)數(shù)目是否超超出逆變器器標(biāo)簽上的的規(guī)定值。 c. 連接接第一臺(tái)微微逆變器的的交流母頭頭和相鄰第第二臺(tái)逆變變器的公頭頭，緊接著著第二臺(tái)再再接相鄰的的第三臺(tái)，依依次完成整整個(gè)支路連連接。 d. 將支支路上最后后一臺(tái)微逆逆變器上未未使用的交交流接頭蓋蓋上保護(hù)端端蓋。注意事項(xiàng)：（1）禁止止支路上安安裝的微逆逆變器總數(shù)數(shù)超出逆變變器標(biāo)簽上上的規(guī)定值值。每條支支路都有一一個(gè)最大116A電流流斷路