一、双碳文库是一个地产人建立的专业的分享碳达峰碳中和资料的文库网站 http://www.tanwenku.cc/ 二、203060 文库：http://www.203060.vip/ 三、所有 2 万份资料搜索目标：https://203060.vip/soso.html 四、欢迎加入文库会员，199 一年，399 终身。所有资料百度网盘共享,加小 编微信有优惠。 五、加入会员，可获赠价值 999 全网资源，影视，游戏，亲子，有需求联系 小编。 六、见面礼：B 站最全收费类课程合集： 自取地址 ：https://www.aliyundrive.com/s/7tXbEop6K5G 双碳会员重磅福利：赠送全网资源： 可以目录查询一下【关键词】 可查询目录：http://123.haohanba.cn 会员赠品 述 电源技术 综 光伏建筑一体化的现状与发展 李 芳 １，２，沈 辉 ２，许家瑞 １，陈 维２ （１． 中山大学 化学与化学工程学院，广东 广州 ５１０２７５；２． 中山大学 太阳能系统研究所，广东 广州 ５１０００６） 摘要：介绍了目前国内外光伏建筑一体化的发展状况，以及光伏与建筑相结合的几种形式和其优势；介绍了国内外光伏 建筑一体化的示范项目；对于在光伏建筑一体化中的并网系统和独立系统也做了分析；给出了实验室最近做的两个光 伏建筑一体化项目简介，其中一个为 ６．３ ｋＷ 的户用光伏系统；最后对光伏建筑一体化的发展进行了展望。 关键词：光伏建筑一体化（Ｂ ＩＰ Ｖ ）；并网系统；户用光伏系统 中图分类号：ＴＭ ６１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－０８７ Ｘ （２００７）０８－０６５９－０４ Ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ－ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ ＬＩ Ｆａｎｇ１，２， ＳＨＥＮ Ｈｕｉ２， ＸＵ Ｊｉａ－ｒｕｉ１， ＣＨＥＮ Ｗｅｉ２ （１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｓｕｎ Ｙａｔ－Ｓｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１０２７５， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｓｕｎ Ｙａｔ－Ｓｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１０００６， Ｃｈｉｎａ） Ａ ｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇ－ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ（Ｂ ＩＰ Ｖ ） ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗ ａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， ａｎｄ ｆｏｒｍ ｓ ａｎｄ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｃｏｍ ｂｉｎａｔｉｏｎ ｗ ｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗ ｅｄ； ｔｈｅ ｄｏｍ ｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂ ＩＰ Ｖ ｄｅｍ ｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔｗ ａｓ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ； ｏｎ－ｇｒｉｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｓｙｓｔｅｍ ｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｂ ＩＰ Ｖ ｗ ｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｗ ｏ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｗ ｅｒｅ ｇｉｖｅｎ， ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅｍ ｗ ａｓ ６．３ ｋＷ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｈｏｍ ｅ ｓｙｓｔｅｍ ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ Ｂ ＩＰ Ｖ ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔｔｒｅｎｄ ｗ ａｓ ｇｉｖｅｎ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：ｂｕｉｌｄｉｎｇ－ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ（Ｂ ＩＰ Ｖ ）；ｏｎ－ｇｒｉｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ；ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｈｏｍ ｅ ｓｙｓｔｅｍ 能源的紧缺提出了对可再生能源的需求，而太阳能作为 光伏发电系统主要有两种：独立光伏发电系统和并网光 一种可以在任何太阳存在的地方都可以使用的能源受到广泛 伏发电系统。在近几年的光伏建筑体系中，并网光伏发电系统 的关注，它已经从最初在边远地区和缺电地区的使用，逐渐转 是主要的发展方向，它可以节省蓄电池的费用；通过研究理想 移到发达国家城市的使用；从简单的使用和安装太阳电池板， 的最大功率转换追踪控制技术，也将降低太阳电池并网发电 到现在能够把太阳电池板和建筑进行比较好的结合，使得太 的成本。太阳能光伏并网发电正由过去的补充式能源向替代 阳能光伏发电得到更广阔的发展空间， “光伏发电与建筑物 式能源发展。《中华人民共和国可再生能源法》规定，国家孤 集 成 化 ”（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ－ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ，ＢＩＰＶ） 的 概 念 在 立发展可再生能源，每个地区的电网公司应当无条件地将当 １９９１ 年被正式提出 。 地可再生能源发的电全额高价“收编”到电网，并将其成本在 ［１］ 由于太阳光伏发电可以和建筑很好地结合，使得其在城 整个电网中平摊，最终由电力消费者担负。我国并网光伏份额 市中的作用得到了很好的发挥。一般来说将太阳电池组件安 约占总光伏市场的 ４％左右。 装在住房或建筑物的屋顶，引出端经过控制器及逆变器与公 １ 国内外光伏建筑一体化的发展情况 共电网连接，由光伏方阵及电网并联向用户供电，这就组成了 户用并网光伏系统［２］。它具有调峰、环保的功能。另外也可以 用太阳光伏发电的玻璃幕墙代替普通的玻璃幕墙，这样既可 以做建材又可以发电，进一步降低光伏发电的成本；也可以直 接用电池组件做建筑材料，比如说将单晶、多晶封装到瓦状的 电池板中，用来做屋顶。 近年来，光伏建筑物一体化已经成为研究开发的热点， 也出现了大量的成功示范工程并开始被大规模采用。光伏发 电与建筑相结合具有节约占地，提高发电效率，减少输电线路 的投资和损失，替代或部分替代建筑材料等优点。 ＢＩＰＶ 系统按照光伏系统和建筑结合形式主要可以分为： （１） 光伏屋顶结构（ＰＶ－ＲＯＯＦ）。在整个 ＢＩＰＶ 中，太阳能屋顶发 电占 ３／４。这主要是因为屋顶有更多受光面积，方便太阳电池 收稿日期：２００７－０３－２３ 基金项目：国家“十五”科技攻关计划重大项目（２００４ Ｂ Ａ ４１１ Ａ １９） 作者简介：李芳（１９７２—），女，辽宁省人，博士后，主要研究方向 为光伏建筑一体化。 Ｂ ｉｏｇｒａｐｈｙ： ＬＩ Ｆａｎｇ（１９７２—）， ｆｅｍ ａｌｅ， ｐｏｓｔ ｄｏｃｔｏｒ． ６５９ 组件的安装；（２）光伏幕墙结构（ＰＶ－ＷＡＬＬ）。现代高层建筑，几 乎都是被玻璃幕墙，或者铝塑幕墙所包裹，所以用太阳能幕墙 代 替 原 来 的 幕 墙 已 经 成 为 ＢＩＰＶ 的 一 道 亮 丽 的 风 景 线 ［３－４］。 ＢＩＰＶ 系统一般由光伏阵列（太阳电池组件）、墙面或屋顶和冷 却空气通道、支架等组成。对于一个完整的 ＢＩＰＶ 系统，还应 ２００７．８ Ｖ ｏｌ．３１ Ｎ ｏ．８ 电源技术 综 述 该有另外一些设备负载、蓄电池、逆变器、系统控制等。与建筑 办奥运会，共在悉尼运动员村安装了 ６６５ 套峰值功率为 １ ｋＷ 相结合的光伏系统，可以作为独立电源供电或者以并网的方 的屋顶光伏系统，为世界最大的光伏住宅小区；２０００ 年意大 式供电。当一个 ＢＩＰＶ 系统参与并网时，可以不需要蓄电池， 利实施“全国太阳能屋顶计划”，到 ２００２ 年安装光伏组件 ５０ 但需要与电网联入装置，而并网发电是当今光伏应用的新趋 ＭＷ；蒙古实施 １ 万太阳能屋顶计划，到 ２００５ 年安装峰值功 势。将光伏组件安装在住房或建筑物的屋顶或外墙，引出端经 率为 ５ ＭＷ，２０１０ 年安装峰值功率为 １０ ＭＷ；日本开展“阳光 过控制器及逆变器与公共电网相连接，由光伏方阵及电网并 计划”，南韩、印度、马来西亚等也有类似的计划实施。 联向用户供电，这就组成了户用并网光伏系统。由于其全部或 在这些国家发展计划中，以德国和日本进行得最为成功。 基本不用蓄电池，造价大大降低，并且除了发电以外还具有调 德国 １９９８ 年开始实施 １０ 万屋顶计划，提出从居民屋顶获取 峰、环保和代替某些建材的功能，因而是光伏发电步入商业应 ３００ ＭＷ 太阳能电力的目标，该计划已经于 ２００３ 年圆满完 用并逐步发展成为基本电源之一的重要方式。 成。德国政府于 ２０００ 年首先颁布《可再生能源法》，２００１ 年 建筑能耗大约占各国总能耗的 １／３，光伏与建筑结合可 光伏发电在德国国内的安装量达到 ２０００ 年的 ２３０％，２００３ 年 以有效地减少建筑能耗 。 不论从建筑、技术或经济角度出 又公布《可再生能源促进法》，由此引发了德国光伏发展的新 发，太阳能光伏与建筑一体化均有诸多优点：（１） 可以有效利 一轮高峰期，２００４ 年德国光伏发电总量达到 ５０１ ＧＷｈ，可再 ［５］ 用围护表面（屋顶和墙面），无需额外占地或加建其他设施，节 生能源发电占总发电量的 ９．３％。国外太阳能光伏并网发电的 省了土地资源，这对于人口密集、土地昂贵的城市建筑尤为重 成本价在 ２００５ 年已经降到 ０．１６～０．２０ 美元，现今国外太阳能 要；（２） 可原地发电、原地使用，节约电站送电网的投资和减少 并网发电的电网收购价，每度电达 ０．２５～０．３５ 美元。 输电、分电损耗［６］；（３） 通常夏季由于空调、制冷等设备的使用， ２ 国内外光伏建筑的样板工程 形成用电高峰，而这时也是光伏方阵发电最多的时期，ＢＩＰＶ 系统除保证自身建筑内用电外，还可以向电网供电，从而舒缓 高峰电力需求，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的社会效 益；（４） 由于光伏阵列安装在屋顶和墙面上，并直接吸收太阳 能，避免了墙面温度和屋顶温度过高，因此可以改善室内温 度，并且降低空调负荷 ［７－９］；（５） 利用太阳能光伏发电减少了一 从屋顶光伏到建筑集成，光伏组件成为一种新型的建筑 材料，在国外有很多光伏建筑一体化很好的示范项目，特别是 德国和日本，把太阳电池作为一种高档的建筑材料融合在建 筑中，充分展示了太阳电池在建筑中的独特魅力。而户用太阳 能系统已经在德国和日本广泛运用。图 １ 至图 ４ 是国内外一 些典型的光伏建筑一体化项目的照片。 般由于化石燃料发电所带来的严重空气污染，这对于环保要 求更高的今天和未来极为重要；（６） 在建筑围护结构上安装光 伏阵列［１０］，可推动光伏组件的应用和批量生产，进一步降低其 市场价格；（７） 如把光伏电池阵列墙作为建筑物的玻璃幕墙， 可减少建筑物