隨著光伏技術的不斷進步和光伏產業的快速發展,近年來,半透明光伏窗(簡稱光伏窗或“光伏動力玻璃”)的建筑集成越來越受到研究者和制造商的高度重視。圖1顯示了半透明光伏窗應用的一些典型案例。簡而言之,光伏電池原理光伏窗是由雙層玻璃封裝的半透明光伏組件代替傳統玻璃構成的窗口系統。圖2為普通晶硅和薄膜半透明光伏組件的組成結構。光伏窗的不透明(或半透明)部分可以通過光伏效應發電,而透明(或半透明)部分可以實現室內外的自然采光和視覺交流。與其他先進的窗技術相比,光伏窗最大的特點是可以通過光伏的作用,積極地將部分太陽輻射轉化為有用的電能。
(a)晶體硅半透明組件;B、膜半透明組件)

半透明光伏窗的發電性能受太陽能電池類型、組件透光率、太陽輻射強度和建筑朝向等因素的影響。根據組件的透光率,目前商業化的晶體硅、非晶態硅和碲化鎘半透明光伏組件的能量轉換效率分別為8-17%、5-9%和7-14%。對印度不同透光率的cdte半透明光伏窗的能效進行深入研究表明,9.9%的向南cdte窗每年可產生高達119.6 kWh/m2的電能。香港及美國舊金山灣區南向半透明非晶硅光伏窗的年發電量分別為38 kWh/m2及65 kWh/m2,效率為6%。
等不利因素的影響下安裝角度和光線傳輸需求,雖然光伏的發電單位面積上的Windows低于傳統的光伏系統安裝在一個最佳傾角,光伏Windows可以發電,但更重要的是,他們有良好的建筑節能效果。
一方面,它可以通過降低室內太陽熱增益來降低空調能耗。半透明光伏窗的平均太陽熱增益系數僅為0.25甚至更低,遠低于普通玻璃窗(0.85)和low-e雙層中空玻璃窗(0.364)。相比與傳統的窗口,半透明的pv窗口在香港可以節省61%的能源消耗空調制冷,可以節省54%的能源消耗在日本空調制冷,可以節省高達43%的能源消耗在巴西,可以減少60.4%的凈能源消耗在印度,在韓國可以減少47%的能源消費需求,可以減少59%的能源消耗在地中海地區,在舊金山灣區可以減少50%的空調制冷能耗。與普通中空玻璃窗相比,我國五大氣候區非晶態硅半透明光伏窗的平均節能率在30%以上。
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