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摘要：随着科学技术的快速发展，建筑工程中越来越多的应用光电幕墙技术。光电幕墙技术是一种以幕墙的形式，通过利用光电池技术将太阳能转变为电能的技术，整个光电幕墙系统工作就是利用太阳能光电池技术完成的，光电幕墙与其他能源相比较，在使用的过程中不会排放二氧化碳及二氧化硫等对环境有害的气体，对环境不会产生影响，也不会产生噪音，所以，光电幕墙技术应该被广泛的应用。本文就光电幕墙技术及应用展开分析与讨论。
关键词：光电幕墙；建筑；应用
前言
目前，我国既有城乡建筑中有达90%以上属于高耗能建筑，已接近全社会总能耗的1/3左右，且仍在不断的增长中。因此，积极开展绿色建筑，加强建筑工程的节能减排，实现低耗、环保、技术创新等已经成为建筑业的热点问题。
基于可持续发展与环境保护的生态理念，光伏发电在不久的将来会成为我国常规能源之一。光电幕墙加装光电模板后，光电板不存在有毒物质，即使在建筑物发生火灾时也不会释放有毒气体。可见，光电幕墙是一种绿色环保的建筑创新产品，其应用前景是相当乐观的。本文就是针对光电幕墙，探讨其与建筑相结合的现状，并提出促进光电幕墙在建筑业中应用的具体对策。
1光电幕墙工作原理
光电幕墙作为一种新型的建筑幕墙，可以将发电、隔音、安全、装饰以及隔热等功能有效的结合起来，同时光电幕墙还可以将太阳能光电技术与幕墙技术进行结合，从而形成一种多功能的建筑幕墙。光电幕墙由于将光电技术与幕墙技术进行有效的结合，可以充分的发挥节能环保的作用。在光电幕墙的工作过程中，由于采用了光电池技术，利用太阳光的光子能量，使得被照射的电解液或半导体材料的电子移动，从而产生电压，即光电效应。光电幕墙的核心技术是太阳能光电池技术。除此之外，利用光电幕墙转化的电电能还属于一种清洁能源，相对于其他的电能转化方式来说，光电幕墙在工作过程中不消耗燃料，并且还不会产生严重的环境污染问题，从而达到了节能环保的目的。光电幕墙在工作的过程中，由于受到太阳光的照射，其自身的光电板就会产生直流电，然后将这些产生的直流电通过多级进行集合，也就是说光电幕墙在工作的过程中在太阳能控制器的控制下可以利用蓄电池组将产生的直流电能进行有效的储存。在使用时，人们可以对这些直流电经过合理的变压以及逆变转化为可以直接使用的交流电，然后再将这些交流电送入供电网络或者直接由于驱动负载。在光电幕墙的工作过程中，光电池技术是其中的关键。
2光电幕墙系统设计要点
2.1幕墙支承结构
光电幕墙的结构设计内容主要包括幕墙结构类型的选取、幕墙节点设计、系统连线方式等。光电幕墙可以采用构件式、单元式等结构形式，可以是隐框幕墙、明框幕墙、点式幕墙等。但光电幕墙的结构设计要满足有关建筑幕墙的国家、行业标准和技术规范，满足建筑装饰性和抗风、抗震、平面内变形等建筑安全要求，符合建筑设计的气密性、水密性、耐撞击、隔声、保温等技术要求，同时要保证用电安全，具有可靠的电绝缘性，能有效保护所集成的电池及导线等元器件，即使在雨雪等恶劣天气情况下，都不能出现漏电、短路等问题，更不能在可触摸
部位出现危险的高电压。在设计时应充分利用幕墙骨料内部的空腔，把电线隐藏起来，实现简洁的墙面效果。光电幕墙的结构设计还要考虑到便于使用过程中的维护和维修需要，设置必要的清洗和维护设施。
2.2光电板
将多个太阳能电池由一根导线有效的连接在一起，最终形成一个完整的光电板，光电板的规格要符合实际建筑物光电幕墙施工中的规划方案，光电模板作为光电幕墙的建筑材料使用，光电板必须具备建筑材料的使用要求：保温隔热、防水防潮、坚固耐用、适当的强度和刚度等性能等，如果光电幕墙光电板用于门、窗户、天窗等地方，就必须满足透光的要求，除了要有原有材料的使用性能及发电又可采光的要求，还要考虑材料在使用过程中的安全性能、外观和施工简便等因素。
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2.3连接电路
电池之间的连线方式取决于建筑物光电幕墙系统设计对光电板输出电压的要求，常采用并联或者串联连接。光电幕墙系统设计过程中尽量考虑将电缆线安装在幕墙横、竖料的不可见内腔，同时要考虑便于光电幕墙系统拆卸维修，光电幕墙系统电路布线快捷、稳固。在雨、雪等恶劣天气情况下，光电幕墙系统不会出现漏电、短路等问题的发生。
2.4蓄电池组
光电幕墙系统在选择含有蓄电池的光伏发电系统时，要综合考量选取最为合适的电池类型及型号。在光电幕墙系统中，对于蓄电池组的选择要有一定的规定，尽可能的选用使用期限长，自身消耗电能较低，充电较快以及放电能力较强的蓄电池，这样在光电幕墙系统中就能够达到降低维修的次数，降低光电幕墙工程成本的效果，现在光电幕墙系统较为合适的蓄电池种类一般包括铅酸蓄电池以及镉镍蓄电池。
2.5控制系统
光电幕墙的控制系统主要包括蓄电池组的充放电控制器、发电系统的过载保护、供电配电系统等，对于带有蓄电池组的光电幕墙系统来说，由于受天气影响使得光电板输入能量很不稳定，必须采用可靠的充放电控制设备对它的充、放电条件加以规定和限制，有效地避免蓄电池组的深度放电，以最大限度的利用蓄电池组的性能和使用寿命。
2.6逆变器
光电幕墙中所运用的光伏电池以及蓄电池所提供的是直流电，一般情况下除了那种专用的直流设备以外，都要将直流电转变为交流电才可以更多的投入使用，而逆变器的使用就是为了将直流电转变成交流电。逆变器包括单独运行以及并网运行这两种形式，单独运行一般应用于单独运行模式下的光电幕墙，而并网运行则一般应用于并网运行模式下的光电幕墙。在逆变器的选择上有一定的标准，尽可能选择电压稳定性能较高、波形失真度较小以及更易于开展维护工作的逆变器应用在光电幕墙系统中。
3光电幕墙的应用实例
3.1光电幕墙在国外的应用
在1991年慕尼黑最大的建筑行业展览会上，旭格公司首先展出了光电幕墙，这是一个发展项目，也是将光能应用于建筑装饰业的开始，自此，光电幕墙这一产品的应用引起了专业人士的关注。目前，世界上最大的太阳能屋顶光电系统安装在新慕尼黑贸易展览中心。该系统由7812块西门子单晶硅组件组成方阵，每块功率130W，总容量超过lMW，所发电力与20kV电网相联，每年能发电100万kW·h，足够340户德国家庭使用。1996年美国就开始实施了“光伏建筑物计划”，生产大量的透明光伏玻璃幕墙制品，用于建筑物的屋面、墙面及光伏智能门窗。在国际上，太阳能电池在建筑物上使用与制造光电玻璃幕墙相结合的发展尤为迅速，其市场发展前景十分看好。在2000年的悉尼奥运会上，太阳能光电幕墙、光电屋顶、太阳能路灯已随处可见。
3.2光电幕墙在国内的应用
随着节能和环保的需要，我国正在逐渐接受这种光电幕墙。为了满足国内市场需求，已经有多家企业通过与海外企业合资、合作，引进、生产这种光电幕墙产品。在研发具有自主知识产权的光电幕墙产品方面，国内业界紧紧追踪国际先进技术，于2002年开发出具有自主知识产权的光电幕墙产品，并成功应用在位于深圳高新技术产业园区的方大集团科技中心大厦工程中，其采用的光电幕墙有效面积为938m2t设计峰值发电功率10.3kW，建筑标高97m，是我国第一幢光电幕墙建筑。
4结语
作为新能源之一的太阳能在能耗较大的建筑行业的应用具有重要而现实的意义，具有经济性、节能性、环保性的光电幕墙是实施建筑节能的重要途径，也必将成为未来建筑幕墙行业发展的方向。目前的前沿研究中，光电、光热一体化幕墙技术是光电幕墙充分利用太阳能源的发展方向，而LED多媒体光电幕墙技术则是对光电幕墙能源使用途径的拓展，有关光电屋顶和光电建筑的研究和实践更是光电幕墙行业的延伸。新时代需要新建筑，新幕墙，新门窗，而光电幕墙正是这种面向未来新时代的新产品、新建筑。
参考文献：
[1]周俊.建筑幕墙的节能设计分析[J].绿色环保建材，2017（03）：29.
[2]张金钟.节能技术在建筑幕墙设计中的应用[J].智能城市，2016，2（07）：292+294.
论文作者:林凝聪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/5
标签：幕墙论文; 光电论文; 建筑论文; 电板论文; 蓄电池论文; 系统论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第24期论文;