太陽能利用技術(shù)第九篇課件

太陽能利用技術(shù)第九篇眾所周知、太陽能是最具開發(fā)潛力且用之不竭的清潔能源。太陽能發(fā)電是世紀科學(xué)技術(shù)的前沿陣地。對于太陽能在建筑應(yīng)用上的嘗試,國內(nèi)外都有或多或少的研究與成果。太陽能電池板【光伏板】與建筑相結(jié)合就是太陽能應(yīng)用方面卓有成效的一個方向。光伏板是由陽光直接發(fā)電而不用燃料的一種能源轉(zhuǎn)換裝置。光伏與建筑結(jié)合的最新的提法為—光伏建筑一體化,并將其劃分為兩種結(jié)構(gòu)形式：光伏屋頂結(jié)構(gòu)和光伏墻結(jié)構(gòu)。下面依據(jù)光伏與建筑不同部位的結(jié)合,分別對光伏建筑圍護結(jié)構(gòu)、光伏建筑構(gòu)件以及光伏建筑材料作一介紹,并結(jié)合國外最新實例,期望勾勒出光伏建筑發(fā)展的新動態(tài)?！蚬夥姵剡€可以與各種不同的玻璃結(jié)合制作成特殊的玻璃幕墻,稱為光伏幕墻。例如,在意大利歐洲共同體聯(lián)合研究中心的七層大樓的墻面上安裝了光伏電池板,發(fā)電功率達25千峰瓦,比原計劃21千峰瓦，高出20%。這可能是世界上最大的光伏發(fā)電墻?！蛱栯姵匮b在雙層玻璃的結(jié)構(gòu)中,據(jù)估計它給幕墻系統(tǒng)增加了20%的造價,但與整個多層建筑造價相比,還不到1%。光伏幕墻光伏外貼墻體2、光伏屋頂◎光伏屋頂即將光伏電池方陣安裝在建筑頂部,讓屋頂來發(fā)電。光電屋頂就是由光伏電池瓦、空氣間隔層、屋頂保溫層、結(jié)構(gòu)層構(gòu)成的復(fù)合屋頂?！蛎绹腿毡镜脑S多示范型太陽能住宅的屋頂上都裝有太陽能光電瓦板,所產(chǎn)生的電力不僅可以滿足住宅自身的需要,而且將多余的電力送人電網(wǎng)二、光伏建筑構(gòu)件光伏建筑構(gòu)件即是將光伏技術(shù)應(yīng)用到建筑的構(gòu)造設(shè)計中，如光伏窗和光伏遮陽板的設(shè)計。光伏發(fā)電元件與建筑構(gòu)件結(jié)合設(shè)計,具備發(fā)電、建筑、裝飾等多種功能。常用于窗戶、門、陽臺以及遮陽板等。1、光伏窗光伏窗是由半透明薄膜太陽電池制成的功能器件并應(yīng)用到建筑的采光部位。它既不影響窗戶的透光,又充分利用太陽中的能量發(fā)電。2、光伏遮陽板◎光伏遮陽板是由單晶硅制成的光伏電池方陣安裝在窗戶上方作為遮陽構(gòu)件這樣既可以有效地遮擋陽光,又可以將吸收的太陽能進一步轉(zhuǎn)化利用到豁要的地方?！蚬夥暹€可以用于陽臺、礴臺、鐘塔、百葉窗裝飾構(gòu)架等的建筑構(gòu)造設(shè)計中，光伏與建筑構(gòu)件一體化已經(jīng)受到設(shè)計界廣泛關(guān)注,并隨著光伏技術(shù)的發(fā)展,光伏構(gòu)件一體化將在更多類型的建筑中呈現(xiàn)出多姿多彩的景象。三、光伏建筑材料◎在建筑與光伏的結(jié)合方面還常見到的是將光伏器件與建筑材料結(jié)合的設(shè)計。該材料本身通過陽光照射后能夠產(chǎn)生電力,同時又是建筑整體裝飾的一部分。一般的建筑物外圍護表面采用涂料、裝飾瓷磚或幕墻玻璃，目的是為了保護和裝飾建筑物。如果用光伏器件代替部分建材即用光伏組件來做建筑物的屋頂、外墻和窗戶,這樣既可用做建材也可用以發(fā)電,可謂物盡其美、一舉兩得。它們在獲取更多的陽光、產(chǎn)生更多能量的同時影響建筑的美觀,集各功能于一身,如裝飾、保溫、發(fā)電、采光等,是未來生態(tài)建筑生命型材料。1、光伏玻璃光伏電池可以與各種不同的玻璃結(jié)合制作成特殊的玻璃幕墻或天窗,如：隔熱玻璃組件、防紫外線玻璃組件、隔音玻璃組件、夾層或夾絲安全玻璃組件、防盜或防彈玻璃組件、防火組件等等。2、光伏瓦光伏瓦是光伏電池與屋頂瓦板相結(jié)合形成一體化的產(chǎn)品它由安全玻璃或不銹鋼薄板做基層，并用有機聚合物將太陽能電池包起來。這種瓦既能防水,又能抵御撞擊,且有多種規(guī)格尺寸,顏色多為黃色或土褐色。每片光伏瓦相當(dāng)于一個電池組件的單體,各片瓦的電極聯(lián)結(jié)可形成一個發(fā)電系統(tǒng)。在建筑向陽的屋面上安裝太陽能光電瓦板,既可得到電能,同時也可得到熱能,但為了防止屋頂過熱,在光電板下留有空氣間隔層,并設(shè)熱回收裝里,以產(chǎn)生熱水和供暖。四、光伏建筑的美學(xué)表現(xiàn)

光伏建筑物考慮的不僅僅是能源利用的問題,還應(yīng)該充分考慮陽光照推下所呈現(xiàn)出的美學(xué)品質(zhì),根據(jù)光伏板安裝位置的不同會呈現(xiàn)出不同的藝術(shù)表現(xiàn)力，設(shè)計者可以發(fā)揮個人想象力,將美學(xué)、技術(shù)以及功能融為一體做出具有全方位可持續(xù)意義上的優(yōu)秀設(shè)計。光伏建筑的美學(xué)不是純脆意義上的視覺藝術(shù)，而是綜合了生態(tài)、功能為一體的設(shè)計美學(xué)，它所呈現(xiàn)的是整體設(shè)計的最后表現(xiàn)形式,以及設(shè)計背后所蘊含的高技術(shù)特色1、坡屋頂

采用普通光伏電池組件,安裝在原來的建筑材料之上,也可以將屋面材料與光伏電池結(jié)合為一體，光伏電池瓦，直接安裝。這種方式多見于美國的私人住宅圖。具有輕松隨意與自然和諧的藝術(shù)表現(xiàn)力。2、平屋頂

同坡屋頂?shù)膬煞N安裝方式。2003年建成的豐田汽車美國銷售處,覆蓋建筑物4900平方米屋面上，使用了光伏電源組系統(tǒng),這個系統(tǒng)可以供該建筑群所用電力的20%。此類建筑通常本身具有高科技含量,但具有奄不張揚的隱喻美3、南立面

⑴采用光伏電池組件作為第二層表皮安裝在南立面。

⑵使用與墻體材料一體化的光伏器件,直接承當(dāng)建筑的外維護或承重構(gòu)件,一般其立面難以識別建筑的光伏技術(shù)含量。但這種建筑通常具有規(guī)則的光伏器件尺寸和規(guī)格立面表現(xiàn)出韻律美。4、天窗采用特殊的光伏電池組件，一般為半透明的光伏材料，安裝在天窗上。如右圖的中廳設(shè)計采用了光伏電池天窗,因此呈現(xiàn)出意趣橫生的光影效果,使室內(nèi)空間品質(zhì)獨具特色。5、立面構(gòu)件

在遮陽板、百葉窗、裝飾構(gòu)架等設(shè)計中考慮引入光伏電池組件,立面效果獨具特色。其中最有趣味的是將智能技術(shù)結(jié)合到立面構(gòu)件的設(shè)計中。例如：根據(jù)一天中太陽照射角度的變化由計算機、傳感設(shè)備作出智能反應(yīng),相應(yīng)地調(diào)整建筑遮陽板的角度,使室內(nèi)光線呈現(xiàn)最佳效果五、光伏建筑的新實例在上世紀的美國,太陽能建筑因其丑陋的外觀和效果不顯著的光伏板經(jīng)常受到指責(zé)、設(shè)計界普遍反對將光伏板直接貼于建筑表面、常常使用一種光伏建筑一體化的產(chǎn)品來隱藏立面或屋面的太陽能材料。但近兩年,通過以下幾個實例我們可以看到國外正興起一種新的美學(xué)理念—毫不掩飾的將光伏板直接應(yīng)用到建筑表皮—一種全新的真實的視覺語言。1、科羅拉多庭院2、太陽高層

這座位于美國紐約市曼哈頓巴特利公園城的太陽高層,是一座大膽的將光伏板建造到入口立面的高層辦公建筑。該建筑的設(shè)計師佩里說,晶體光伏電池本身就具有獨