全球各地都面臨著嚴(yán)重的資源枯竭問題,因此,開發(fā)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(guān)注。太陽(yáng)能作為最原始的、取之不竭的能源,可以說是一個(gè)巨大的天然的能源寶藏。如何利用和加強(qiáng)現(xiàn)有技術(shù),對(duì)其進(jìn)行開發(fā)使用,是值得人類長(zhǎng)期去探討和研究的話題。無論是材料的選擇、太陽(yáng)能的收集方式,還是能源轉(zhuǎn)換的效率都應(yīng)該不斷地探索更新,以謀求更好的發(fā)展,使太陽(yáng)能在未來的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮更大的功用,新能源的開發(fā)與利用仍然作為我國(guó)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的一項(xiàng)重要任務(wù),太陽(yáng)能的發(fā)展也起了至關(guān)重要的作用,太陽(yáng)能建筑具有顯著的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn),具有良好的發(fā)展前景,而它在建筑方面的合理利用也為太陽(yáng)能的發(fā)展起到了示范性作用。
太陽(yáng)能電池發(fā)電的原理是全新的,與傳統(tǒng)方法是完全不同,既沒有馬達(dá)旋轉(zhuǎn)部分,也不會(huì)排出氣體,是清潔無污染的發(fā)電方式。光伏發(fā)電的基本原理是光生伏特效應(yīng),光伏電池在這一過程中發(fā)揮著能量轉(zhuǎn)化作用。在太陽(yáng)光照射到光伏電池時(shí),光能會(huì)被電池吸收,在電池內(nèi)形成光生電子,光生電子會(huì)和空氣發(fā)生隔離反應(yīng),這樣產(chǎn)生的電荷在長(zhǎng)期的積累過程中匯聚形成光生電壓,即光生伏特效應(yīng)。在電場(chǎng)的作用下,光伏電池在接入負(fù)載后,光生電子會(huì)流出,電能被輸出和利用,從而實(shí)現(xiàn)從太陽(yáng)能到電能的轉(zhuǎn)化。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電的應(yīng)用

太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電在建筑中的熱水系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)等都有應(yīng)用。
光伏建筑一體化
光伏發(fā)電和建筑一體化是指將光伏發(fā)電應(yīng)用到建筑行業(yè)的發(fā)展中構(gòu)成一體化的建筑系統(tǒng)。光伏建筑一體化的實(shí)施方式主要分為:
(1)光伏系統(tǒng)與建筑的結(jié)合,光伏系統(tǒng)設(shè)置在建筑中,可先有建筑后建光伏,也可二者同時(shí)建設(shè);
(2)光伏系統(tǒng)與建筑的集成,光伏電池及相關(guān)材料作為建筑物的構(gòu)件存在,在實(shí)施過程中光伏工程需要和建筑工程建設(shè)共同進(jìn)行。
這里以光伏幕墻技術(shù)為例進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。光伏幕墻是現(xiàn)在光伏發(fā)電和建筑一體化中使用較為廣泛的一種技術(shù),光伏幕墻技術(shù)主要指的是在玻璃幕墻內(nèi)部應(yīng)用雙玻璃光伏組件替代普通材料,這樣光伏幕墻會(huì)兼具光伏發(fā)電以及隔音、隔熱、安全等功能。將光伏系統(tǒng)布置在建筑物外墻上,合理利用墻面收集太陽(yáng)能。不僅可以利用太陽(yáng)能光伏組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電力,還能有效地降低了建筑墻體的溫度,減少建筑內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷。
在光伏玻璃幕墻技術(shù)的應(yīng)用過程中,除了可實(shí)現(xiàn)充分利用太陽(yáng)能發(fā)電的目標(biāo),還可以實(shí)現(xiàn)綠色建筑指標(biāo)控制的目的,可在相關(guān)工程中加大光伏幕墻技術(shù)的應(yīng)用力度,為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供支持。
光伏采光技術(shù)的應(yīng)用
頂部采光技術(shù)是建筑工程常用的節(jié)能措施之一,白天通過自然采光代替建筑內(nèi)部分照明,起到節(jié)能降耗的效果。由于太陽(yáng)光線直射屋頂,因此,在建筑頂部安裝的光伏電池板相對(duì)于玻璃幕墻可接收到更多的輻射能量,利用小時(shí)數(shù)更多,發(fā)電量更優(yōu)。在頂部采光設(shè)計(jì)加入光伏技術(shù)有2種模式:(1)與光伏幕墻技術(shù)類似,采用雙玻璃組件可同時(shí)滿足采光與發(fā)電的要求;(2)采用透明材料與常規(guī)光伏組件混布的方式,常規(guī)組件可按規(guī)則排列,也可按圖案(企業(yè)名稱、LOGO等)排列,該方式可減少太陽(yáng)光帶來的熱輻射,多用于炎熱地區(qū)。光伏采光頂?shù)膽?yīng)用,有利于減少太陽(yáng)對(duì)建筑物的輻射,提高受光率,推動(dòng)綠色建筑建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。
光伏采光頂雖然能節(jié)省中庭照明用能,但可能會(huì)因?yàn)楣夥鼧?gòu)件發(fā)熱而導(dǎo)致室內(nèi)氣溫升高,增加冷負(fù)荷。中控樓在中庭頂部設(shè)置雙玻夾膠晶體光伏采光頂,并在采光頂周邊設(shè)置一圈可開啟的通風(fēng)窗,利用風(fēng)將積蓄在光伏采光頂?shù)撞康臒崃繋С鍪彝猓⒓铀偈覂?nèi)空氣流動(dòng),提高室內(nèi)舒適度。
綜上所述,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中,大量化石能源的使用使生態(tài)環(huán)境受到了嚴(yán)重的污染。由于太陽(yáng)能具有可持續(xù)性、清潔性、環(huán)保性的特點(diǎn),光伏發(fā)電與建筑一體化技術(shù)已經(jīng)得到了大量的應(yīng)用。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高,光伏發(fā)電配套技術(shù)的不斷進(jìn)步,光伏發(fā)電與建筑一體化技術(shù)將在綠色能建筑工程扮演更為重要的角色,為建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有利的保障。
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