全球各地都面臨著嚴重的資源枯竭問題,因此,開發新型的可再生的潔凈能源的想法也受到了越來越多的重視和關注。太陽能作為最原始的、取之不竭的能源,可以說是一個巨大的天然的能源寶藏。如何利用和加強現有技術,對其進行開發使用,是值得人類長期去探討和研究的話題。無論是材料的選擇、太陽能的收集方式,還是能源轉換的效率都應該不斷地探索更新,以謀求更好的發展,使太陽能在未來的經濟社會發展中發揮更大的功用,新能源的開發與利用仍然作為我國節能減排、保護環境的一項重要任務,太陽能的發展也起了至關重要的作用,太陽能建筑具有顯著的優勢及特點,具有良好的發展前景,而它在建筑方面的合理利用也為太陽能的發展起到了示范性作用。
太陽能光伏并網發電的原理
太陽能電池發電的原理是全新的,與傳統方法是完全不同,既沒有馬達旋轉部分,也不會排出氣體,是清潔無污染的發電方式。光伏發電的基本原理是光生伏特效應,光伏電池在這一過程中發揮著能量轉化作用。在太陽光照射到光伏電池時,光能會被電池吸收,在電池內形成光生電子,光生電子會和空氣發生隔離反應,這樣產生的電荷在長期的積累過程中匯聚形成光生電壓,即光生伏特效應。在電場的作用下,光伏電池在接入負載后,光生電子會流出,電能被輸出和利用,從而實現從太陽能到電能的轉化。
太陽能光伏發電的應用

太陽能并網發電在建筑中的熱水系統、采暖系統、光伏系統等都有應用。
光伏建筑一體化
光伏發電和建筑一體化是指將光伏發電應用到建筑行業的發展中構成一體化的建筑系統。光伏建筑一體化的實施方式主要分為:
(1)光伏系統與建筑的結合,光伏系統設置在建筑中,可先有建筑后建光伏,也可二者同時建設;
(2)光伏系統與建筑的集成,光伏電池及相關材料作為建筑物的構件存在,在實施過程中光伏工程需要和建筑工程建設共同進行。
這里以光伏幕墻技術為例進行簡要介紹。光伏幕墻是現在光伏發電和建筑一體化中使用較為廣泛的一種技術,光伏幕墻技術主要指的是在玻璃幕墻內部應用雙玻璃光伏組件替代普通材料,這樣光伏幕墻會兼具光伏發電以及隔音、隔熱、安全等功能。將光伏系統布置在建筑物外墻上,合理利用墻面收集太陽能。不僅可以利用太陽能光伏組件將太陽能轉化為電力,還能有效地降低了建筑墻體的溫度,減少建筑內空調冷負荷。
在光伏玻璃幕墻技術的應用過程中,除了可實現充分利用太陽能發電的目標,還可以實現綠色建筑指標控制的目的,可在相關工程中加大光伏幕墻技術的應用力度,為建筑行業的可持續發展提供支持。
光伏采光技術的應用
頂部采光技術是建筑工程常用的節能措施之一,白天通過自然采光代替建筑內部分照明,起到節能降耗的效果。由于太陽光線直射屋頂,因此,在建筑頂部安裝的光伏電池板相對于玻璃幕墻可接收到更多的輻射能量,利用小時數更多,發電量更優。在頂部采光設計加入光伏技術有2種模式:(1)與光伏幕墻技術類似,采用雙玻璃組件可同時滿足采光與發電的要求;(2)采用透明材料與常規光伏組件混布的方式,常規組件可按規則排列,也可按圖案(企業名稱、LOGO等)排列,該方式可減少太陽光帶來的熱輻射,多用于炎熱地區。光伏采光頂的應用,有利于減少太陽對建筑物的輻射,提高受光率,推動綠色建筑建設的進一步發展。
光伏采光頂雖然能節省中庭照明用能,但可能會因為光伏構件發熱而導致室內氣溫升高,增加冷負荷。中控樓在中庭頂部設置雙玻夾膠晶體光伏采光頂,并在采光頂周邊設置一圈可開啟的通風窗,利用風將積蓄在光伏采光頂底部的熱量帶出室外,并加速室內空氣流動,提高室內舒適度。
綜上所述,在社會經濟的快速發展中,大量化石能源的使用使生態環境受到了嚴重的污染。由于太陽能具有可持續性、清潔性、環保性的特點,光伏發電與建筑一體化技術已經得到了大量的應用。隨著人們環保意識的不斷提高,光伏發電配套技術的不斷進步,光伏發電與建筑一體化技術將在綠色能建筑工程扮演更為重要的角色,為建筑業的可持續發展提供有利的保障。
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