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 科　技　和　产　业 第 ２１ 卷 　 第 ５ 期 Ｖｏ ｌ． ２１，Ｎｏ． ５ 　　　　　 　　　　 　　　　　 　　　　 Ｍａ ．， ０２１ ２０２１ 年 　　５ 月 ｙ 　２ Ｓｃ ｉ ｅｎｃ ｅ　 Ｔｅ ｃｈｎｏ ｌ ｏｇｙ　 ａｎｄ Ｉ ｎｄｕｓ ｔ ｒ 　 ｙ 光伏建筑一体化融合理念和光伏系统设计要点 房建军 （国家能源集团绿色能源与建筑研究中心，北京低碳清洁能源研究院，北京 １０２２１１） 摘要：针对光伏建筑一体化缺乏全面、系统设 计 指 导 的 现 状，提 出 光 伏 和 建 筑 有 机 融 合 的 概 念，包 括 功 能 融 合、安 全 融合、信息融合；分析了光伏建筑发电的特 点；提 出 光 伏 建 筑 一 体 化 光 伏 系 统 设 计 的 要 点 。 提 出 的 光 伏 和 建 筑 有 机 融合的概念和建筑光伏系统设计要点，可以对光伏建筑一体化技术的应用和推广起到推动作用。 关键词：光伏建筑一体化；功能融合；安全融合；信息融合；光伏系统设计 中图分类号： ＴＭ９１４． ４　　 文献标志码： Ａ　　 文章编号： １６７１－１８０７（ ２０２１） ０５－０２５１－０４ ｂｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎｇ ｉ ｎ ｔ ｅｇ ｒ ａ ｔ ｅｄ　 ｔ ｏｖｏ ｌ－ 　　 光伏建筑一体化（ ｐｈｏ 　 ［ １］ ， ） 将光伏组件或光伏构件等有光伏发电 ｔ ａ ｉ ｃ ＢＩＰＶ 辐照资源等信息，尽 量 选 择 有 利 于 光 伏 发 电 的 倾 角 和朝向布置 光 伏 方 阵，尽 量 避 开 可 能 的 遮 挡，最 大 功能的建材 与 建 筑 集 成 满 足 建 材 的 热 工、抗 震、抗 化获得发电效益。 腐蚀、抗 风 等 各 项 要 求 ［２］，通 过 合 理 设 计，实 现 光 伏 １． ２　 安全融合 系统与建筑的融 合，从 而 提 升 建 筑 的 品 质。 光 伏 建 使用满足 建 材 规 范 的 光 伏 组 件 或 构 件 代 替 常 筑无须额外 占 用 土 地，就 地 发 电 就 地 利 用，实 现 建 规建材，可以满足建筑对于建材的安全要求 ［７］，不会 筑节能减排，可减少输配电网络的能源损耗 ［３］，推动 带来额外 的 安 全 风 险。 但 是 光 伏 方 阵 在 充 足 日 照 能源革命。近年来，国内 ＢＩＰＶ 技术发展迅速，成为 下组串的开 路 电 压 可 高 达 １　 ０００ Ｖ，设 计、安 装、使 光伏技术应用的重要方向 。已经发布的有关光伏 用和维 护 不 当 会 带 来 电 击 风 险。 因 此 在 设 计、安 建筑政策、技术规范 和 标 准 大 大 促 进 了 光 伏 系 统 在 装、使用、维护阶段 要 严 格 按 照 规 范 进 行 工 作，杜 绝 建筑上的应用。但 是 相 比 常 规 的 光 伏 地 面 电 站，建 电击事故，还应注意防雷、消防设计。 筑光伏系 统 的 应 用 有 不 同 的 特 点 和 要 求。 光 伏 建 １． ３　 信息融合 ［ ４］ 筑的光 伏 系 统 应 与 建 筑 协 调 统 一 设 计，以 降 低 安 ＢＩＰＶ 建 筑 应 建 成 智 慧、安 全、绿 色、高 效 的 现 装、运行成本，提高 安 全 可 靠 性，提 高 光 伏 系 统 的 效 代建筑，应 配 备 包 含 光 伏 监 控 系 统、楼 宇 智 能 控 制 益 ［５］。目前 针 对 光 伏 建 筑 的 特 点 和 独 特 要 求 进 行 系统和 综 合 能 源 管 理 系 统 的 建 筑 综 合 管 理 系 统。 ＢＩＰＶ 的设计 和 实 施 还 缺 乏 全 面、系 统 的 指 导。 本 其中光 伏 监 控 系 统 采 集 光 伏 系 统 运 行 数 据，如 电 文详细介绍 ＢＩＰＶ 技术的光伏和建筑有机融合的概 压、电流、发 电 量、温 度 等；环 境 数 据，如 气 温、湿 度、 念，分析 ＢＩＰＶ 建筑光伏发电的特点，提出光伏系统 太阳辐照 强 度、风 速、风 向 等。 可 以 预 测 光 伏 发 电 设计要点，推动光伏在建筑上的应用。 量，提供运 维、故 障 诊 断 等 信 息。 建 筑 综 合 能 源 管 １　 光伏系统和建筑的有机融合 Ｂ Ｉ ＰＶ 是光伏与建筑的有机融合，主要是指光伏 理系统收集、分 析 各 类 用 电 负 荷、空 调 负 荷 运 行 数 据。将光伏 产 能 和 建 筑 用 能 有 机 结 合，统 一 调 度， 系统与建筑的功能、安全、信息等方面的有机融合。 最大化利用清洁 能 源、降 低 建 筑 能 耗。 光 伏 和 建 筑 １． １　 功能融合 的有机融合如图 １ 所示。 ＢＩＰＶ 建筑使用的光 伏 组 件 或 光 伏 构 件 必 须 满 足建筑上使用部位的相关建材规范 ［６］。满足建筑对 ２　ＢＩＰＶ 建筑发电特点分析 与地面电 站 安 装 位 置 不 同， ＢＩＰＶ 建 筑 的 光 伏 于建材的功能、美 学 要 求。 还 要 兼 顾 这 种 建 材 的 发 方阵一 般 安 装 在 立 面 或 屋 面，发 电 特 点 有 很 大 不 电功能。明确项目 空 间 环 境，根 据 所 在 地 的 太 阳 能 同。影响建筑光伏 系 统 发 电 的 因 素 很 多，如 项 目 地 收稿日期： ２０２０－１２－１７ 基金项目： ２０１７ 年住房和城乡建设部科学技术计划项目（ ２０１７－Ｋ１－０２７）。 —） ， 作者简介：房建军（ 男， 辽宁北票人， 国家能源集团绿色 能 源 与 建 筑 研 究 中 心 ，研 究 室 副 经 理，工 程 师，硕 士，研 究 １９７２ 方向为交直流微电网技术。 ２５１ 　　 科技和产业 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 第 ２１ 卷 　 第 ５ 期 　 ２． ２　 朝向变化对光伏发电的影响 一般光伏 组 件 的 朝 向 和 倾 角 等 由 建 筑 设 计 决 定，很少为 光 伏 发 电 采 取 最 佳 朝 向 和 最 佳 倾 角，为 提高发电 效 益 应 尽 量 将 光 伏 组 件 安 装 在 太 阳 能 辐 照能量较大的 位 置。 以 北 京 为 例，屋 面、南、东 和 西 立面等不 同 朝 向 光 伏 方 阵 与 最 佳 倾 角 发 电 量 比 值 如图 ３ 所示。对于 同 一 光 伏 装 机 容 量，最 佳 倾 角 为 南向倾角 ３５ °的光伏 方 阵 发 电 量 最 高；与 之 相 比，水 平的光伏方阵发电量约为 ８５％ ，南、东、西 立 面 分 别 约为 ７０． ６％ 、 ５２． ２％ 和 ５２． ３％ 。 图 １　 光伏与建筑的有机融合 太阳能辐照资源，光 伏 方 阵 的 朝 向、倾 角、建 筑 条 件 和系统设计等。光 伏 发 电 项 目 需 要 预 测 发 电 量，评 估发电成本、社 会 及 经 济 效 益 ［８］。 光 伏 建 筑 发 电 量 预测比较 复 杂，一 般 采 用 专 门 的 软 件 如 ＰＶｓｙｓ ｔ等 进行计算。 ２． １　 影响光伏方阵发电量的外部条件 图 ３　 朝向变化对于光伏发电的影响 影响光 伏 方 阵 发 电 量 的 主 要 外 部 条 件 是 获 得 的太阳能 辐 射 能 量 和 组 件 温 度。 根 据 项 目 所 在 地 ２． ３　 倾角变化对发电的影响 和建筑环境等对建 筑 太 阳 能 辐 射 资 源 进 行 分 析，辐 射资源是确定光伏 系 统 装 机 容 量 的 重 要 依 据 之 一。 ＢＩＰＶ 需注意立面和 屋 面 光 伏 方 阵 倾 角 变 化 对 发电的影 响 和 地 面 电 站 （通 常 采 用 最 佳 倾 角 ［９］）不 如图 ２ 所示，建筑地理位置、周边环境、建筑外形、光 同。图 ４ 所示为北京南向不同倾角时光伏方阵发电 伏方阵的 朝 向 和 倾 角 等 会 影 响 光 伏 方 阵 接 收 到 的 量，南向倾角 ３５ °的光 伏 方 阵 发 电 量 最 高；南 向 倾 角 太阳能辐射能量，进 而 对 发 电 性 能 产 生 影 响。 建 筑 取 ８５ °可比 ９０ °时提高 ５％ 发电量。 的地理位置、光 伏 安 装 位 置、安 装 方 式 和 朝 向 都 会 影响组件的温度，温度升高，组件发电下降。 图 ４　 南向倾角变化对于光伏发电的影响 ３　ＢＩＰＶ 光伏系统设计要点 ＢＩＰＶ 光伏系 统 应 结 合 辐 照 资 源、建 筑 条 件 与 建筑电气统一设计，以 保 证 电 气 安 全、设 计 质 量、提 高光 伏 系 统 的 效 益。 图 ５ 所 示 为 ＢＩＰＶ 光 伏 设 计 图 ２　 影响 ＢＩＰＶ 发电量的外部条件 ２５２ 要点。 　　　　　　　　　　　　　　　 光伏建筑一体化融合理念和光伏系统设计要点 　 功率跟踪优势，有 效 应 对 遮 挡 等 不 利 因 素。 并 网 逆 变器的功 率 和 台 数 与 光 伏 方 阵 的 布 置 有 关。 选 取 逆变器时需 要 考 虑 额 定 功 率、转 换 效 率、最 大 可 接 入 ＭＰＰＴ 回 路 数 量 等 问 题。 组 串 逆 变 器 尽 量 靠 近 光伏方阵安放，减少线路损耗。 ３． ３　 并网和接入 要结合项 目 建 设 条 件、容 量 规 模、考 虑 发 电 系 统造价，进 行 多 因 素 综 合 评 估，进 行 合 理 经 济 性 分 析后，确定 安 全 可 靠 的 方 案。ＢＩＰＶ 光 伏 系 统 一 般 应采用自发自用余 电 上 网 方 式 接 入 用 户 侧 电 网，光 伏并网应符合就近 分 散 接 入，就 地 平 衡 消 纳 设 计 原 则。根据项目条件，选 择 单 点 集 中 并 网 或 多 点