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摘要：随着经济的快速发展，对能源的消耗也不断加大。节能降耗已成为社会的发展趋势。太阳能作为一种可再生能源，符合社会发展的需要。而太阳能光伏建筑在住宅中的应用更具有发展潜力，符合人类生活的需要。据此，本文对太阳能光伏建筑在住宅中的应用进行了分析探讨。
关键词：太阳能光伏建筑；住宅应用
众所周知，建筑的能耗非常巨大（发达国家全国总能耗的 1/3 以上都要用于建筑），解决建筑的能耗问题迫在眉睫，因此推广太阳能光伏建筑对建筑尤其是居民住宅上具有重要价值。
1太阳能光伏建筑的定义
太阳能光伏建筑不同于悬挂式的太阳能电池板，它是将太阳能电池等产品集成到建筑上，实现太阳能光伏设备与建筑本身的一体化。根据太阳能光伏设备与建筑结合的方式不同，太阳能光伏建筑一体化可分为两大类：第一类是太阳能光伏设备与建筑的结合。这种方式是单纯将太阳能 发电设备结合在于建筑物上，以建筑物作为光伏方阵载体。第二类是太阳能光伏设备与建筑的集成。这种方式是将太阳能光伏设 备作为一种建筑材料的形式出现，让光伏方阵成为建筑本身的一部分。
2太阳能光伏建筑的发展
自从太阳能电池发明。世界各国都在不断尝试太阳能光伏设备与建筑的一体化，也取得了不少成果。而中国也紧跟国外发达国家的步伐，积极吸收相关经验技术，正在逐步发展具有本国特色的太阳能光伏建筑。例如上海虹桥交通枢纽，在建筑外墙和屋顶的位置安装了太阳能发电设备，发电总量可到 6.5MW，在为建筑提供了部分能源的同时，也实现了节能减排。北京市大兴区在 2003 年建成了综合利用新能源的生态建筑示范工程。2004 年，当时亚洲最大的太阳能光伏电站在深圳落成，尤其是并网系统成熟，且光伏电站总容量可达 1MW，年发电能力约为 100 万度，也实现了并网光伏发电系统的技术突破。北京南站中，主站的中央采光带也采用了太阳能光伏发电系统，但系统发电量较小，仅能辅助解决车站的用电问题。
3太阳能光伏建筑的使用在居民住宅中的推广价值
太阳能光伏建筑一体化产生的是清洁能源，使用太阳能发电，不会污染环境。太阳能具有清洁免费易得的优点，开发利用过程中不会产生生态方面的副作用，是名副其实的绿色建筑。其次它又是一种可再生能源，几乎取之不尽，用之不竭。而且太阳能光伏设备对土地资源占用少，一般安装在闲置的屋顶或外墙上，这对于地价昂贵而又对太阳能发电需求大的大城市尤其重要，能大大降低成本。夏天是用电高峰的季节，也正好是日照最强、发电量最多的时期，两者互补，正好对电网可以起到调节作用，减少电网压力。太阳能光伏建筑提供的能量可以用于住宅，尤其是用于公共区域，例如楼梯间和电梯等，无形中也减少了许多安全隐患，便于更好的应对 因电力中断引发的紧急情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而且太阳能光伏建筑对蓄电池几乎无要求（主要还是对电网的辅助调节作用），既节省投资，又不受蓄电池荷电状 态的限制，可以充分利用光伏系统所发出的电力，起到建筑节能作用。而 且这种设备能将照射在建筑外墙无法利用的太阳能转化为电能，不仅能降低了室外温度，还能减少墙体受热，所以也可以起到建筑节能作用。
4太阳能光伏设备的有关要求
把光伏器件用做建材，必须具备相应材料所需的建筑性能：承重、保温、隔热、防水防潮等。若是用于玻璃幕墙等透明建筑，则必须满足透光度的要求（例如中国首个彩色透光薄膜组件应用示范项目——天威薄膜光伏建筑一体化项目），就是说既可发电又可采光。除此之外，还要考虑安 全性能、外观和施工简便等因素。因此太阳能光伏设备应满足如下要求：
4.1对蓄电池要求
并网光伏系统，对蓄电池几乎无硬性要求，并且作为公共电网的辅 助设备，在确定光伏方阵容量时，不用像独立光伏发电设备一样还需进 行严格的计算。一般家庭使用方阵容量为 1~5kW 光伏设备就足够了。
4.2对组件要求
与一般的平板式光伏组件不同，（BIPV）组件需要兼具两方面的特性，在满足发电要求的同时，更必须满足建材性能的要求，如：保暖、防水、观赏性等，还应具有足够的强度和刚度，避免施工和运输过程中的人为损坏等。根据建筑工程的需要，已经生产出多种满足建筑外墙、楼顶、玻璃幕墙等性能要求的太阳电池组件。
4.3对电池要求
在独立光伏系统中，光伏方阵要尽量朝向赤道倾斜安装，与水平面 之间的倾角要经过严格的计算，以达到光伏方阵发电量的极大性和均衡性。而在并网光伏系统中，只要考虑光伏方阵输出的最大量即可。然而在 实际应用中，为了满足设计师对于建筑物外形的需要，方阵可能无法满 足角度要求，这就需要光伏和建筑设计师共同协商解决。
4.4逆变的要求
太阳电池方阵所发出的是低压直流电，而电网中电压为交流电220V，而且对于电能质量如有严格的要求。为了保证电网、光伏设备设备和避免人员伤亡，还必须配备并网检测保护装置。
5太阳能光伏建筑的面临的主要问题及可能的解决办法
虽然太阳能光伏建筑一体化有高效、经济、清洁等诸多优点，并已在许多工程上得以运用，但光伏建筑还未应用于居民住宅，成片使用该技 术的居民社区并未出现。这是由于太阳能光伏建筑一体化存有几大问题
5.1造价较高
太阳能光伏建筑一体化建筑物造价较高。而且一体化设计建造的带 有光伏发电系统的建筑物造在技术上还有许多未解决的问题。
5.2成本高
太阳能发电的成本相比于传统发电高，比起传统发电方式成本高出一倍还多。
5.3不稳定
太阳能光伏发电不稳定，受天气影响大，有波动性。这是由于阳光并 不是一天 24 小时照射，因此如何解决太阳能光伏发电的不稳定性也是亟待解决的问题。
5.4维护问题
由于是安装在居民住宅，难以避免一些人为破坏，而且与公共建筑 和太阳能发电站不同，由于分布较分散且涉及个人隐私问题，派专人看 护也有一定难度。
5.5其 他
现在出现的薄膜式、可粘贴式太阳能电池又存在发电量小，电压低，寿命短，无法接入电网等，在居民建筑中战略价值较小。
结束语
太阳能光伏建筑的在建筑尤其是居民住宅上的应用有着较高的推 广价值，对进一步建设生态社会也有着巨大的战略价值。而且在经过论证后确实具有一定可行性，可以预见，今后随着技术问题的解决，太阳能光伏建筑会越来越普及，具有非常广阔的前景。
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论文作者:赵林
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/7
标签：光伏论文; 太阳能论文; 建筑论文; 方阵论文; 设备论文; 住宅论文; 电网论文; 《防护工程》2019年9期论文;