光电幕墙技术的应用及发展趋势

　　摘要：在高速发展的今天，随着世界能源危机的告急以及严峻的地球环境污染状况，造成了人类生存状况的恶化。人们进一步意识到节能的重要性。在我国社会总能耗中，建筑能耗占到了很大的比重，其中绝大部分都属于高耗能建筑。所以，只有科学的发展利用新能源才能不断解决人类所面对的问题。

　　关键词：光电幕墙；新能源；应用；优势

　　中图分类号：P754.1文献标识码：A文章编号：

　　1、光电幕墙的简介

　　光电幕墙的产生是在二十世纪初期，由于世界经济的高速发展，在部分国家出现能源危机，因此科学家开始对光电幕墙进行研究。那么什么是光电幕墙呢？它是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一体的新型建筑幕墙，它是用光电池、光电板技术，把太阳光转化为电能，它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量，使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动，从而产生电压，这称为光电效应。

　　2、光电幕墙的构成

　　多个太阳能光电池经加固处理，镶嵌在特殊的透明度极高的低铁玻璃中，彼此之间经过其背面的导线相连，从而构成了一个整体的光电板。光电板的尺寸规格可以根据实际工程的幕墙分格方案进行量体定型制作，在阳光照射下产生直流电，所有光电极产生的电能，通过多极集成电路整流，变压等过程，转化成供使用的交流电，送入用户电网。此幕墙体现了智能化特点，把太阳能光电技术集成到幕墙中不占有建筑面积，且太阳能光电板优美的外观，具有特殊的装饰效果，更赋予建筑物鲜明的色彩。

　　3、光电幕墙与普通幕墙的比较：

　　3.1光电幕墙的优势

　　可就地发电、就地使用，减少电力输送过程的费用和能耗、省去输电费用；自发自用，有削峰的作用，带储能可以用作备用电源。分散发电，避免传输和分电损失（5-10%），降低输电和分电投资和维修成本；并使建筑物的外观更有魅力。因日照强时恰好是用电高峰期，BIPV系统除可以保证自身建筑内用电外，在一定条件下还可能向电网供电，舒缓了高峰电力需求，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的社会效益；杜绝了由一般化石燃料发电所带来的严重空气污染，这对于环保要求更高的今天和未来极为重要。在传统的发电厂内，最常见的是用化石类燃料发电，而用光电模板发电１００千瓦时，可省油２６升或省煤５０千克，这也意味着少排放５７千克的二氧化碳、７１克的二氧化硫和７５克氮的氧化物。

　　3.2、光电幕墙(屋顶)产生电能的计算公式

　　PS=H×A×η×K

　　PS—光电幕墙（屋顶）每年生产的电能（兆焦/年）（MJ/a）

　　H—光电幕墙（屋顶）所在地区，每平方米太阳能一年的总辐射（MJ/m2a）

　　可参照表一查取。

　　A—光电幕墙（屋顶）光电面积（m2）

　　η—光电电池效率，

　　建议如下：单晶硅：η=12%；多晶硅：η=10%；非晶硅：η=8%

　　K—参正系数

　　K=K1•K2•K3•K4•K5•K6

　　各分项系数建议值如下：

　　K1——光电电池长期运行性能参正系数，K1=0.8

　　K2——灰尘引起光电板透明度的性能参正系数，K2=0.9

　　K3——光电电池升温导致功率下降参正系数，K3=0.9

　　K4——导电损耗参正系数，K4=0.95

　　K5——逆变器效率，K5=0.85

　　K6——光电模板朝向修正系数，其数值可参考表二选取。

　　3600J=3600W/s=3.6kW/s=0.001度

　　3.3光电幕墙经济效益

　　(1)、以ⅹⅹ巷南立面单晶硅光电幕墙装机容量为50KWP，年发电量如下表：

　　(2)、薄膜光电幕墙投入产出计算：

　　二零零九年三月二十三日财建[2009]129号《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》的颁布，其中明确指出“2009年补助标准原则上定为20元/Wp”；以装机容量为50KWP计算，国家的财政补助为20X50000=100万人民币；光电幕墙每平米的容量为100WP，容量为50KWP需（50000/100=）500平米光电幕墙，每平面光电幕墙4000元，光电幕墙造价为：500X4000=200万人民币；如此处安装常规幕墙的费用为500X1000=50万；安装光电幕墙比安装普通幕墙前期多投入200-100-50=50万人民币；光电幕墙年产电量价值（度）42998（度）X0.8=3.44万人民币。

　　4、在超高层建筑应用中考虑的几个问题：

　　4.1建筑审美和视觉效果

　　幕墙设计坚持光电系统功能优先设计原则：首先保证光电系统设计功能的要求；二是在保证光电幕墙功能前提下，解决PV板与幕墙的风格、性能相融合的问题。PV板的分格尺寸应与幕墙风格协调，PV板安装部位是最大面积、最长时间接受日照而不被遮挡的部位，同时又要满足室内采光要求。在满足二者的条件后，最大限度保证建筑审美和视觉效果。具体的工程应根据具体情况考虑，在充分利用太阳能的基础上，必须满足室内采光的建筑要求。

　　4.2超高层建筑在雨量较大情况下对光电单元幕墙的影响

　　4.2.1由于南方地区的降水多，所以当光电构件在室外悬挑，线路需要穿过单元体幕墙引入室内，与控制室的集线器连接，形成光电系统。光电板线路采用向上延伸的幕墙构造设计（室内比室外要高），防止雨水沿着线路导向室内，破坏幕墙整体的水密性。

　　4.2.2光电板中存在大量的连接线路，一旦有雨水渗入，会直接影响外墙的整体性能。结合以往工程案例，通过提高工艺要求，采取多道密封的形式来保证系统的水密性。

　　4.3防雷及接地安装

　　往往由于光电构件处于大悬挑或者最顶部，这些地方都是容易遭遇雷击的部位。因此，整个光电幕墙的防雷设计和实施显得尤为重要，需要制定一系列的措施来保证整个幕墙的防雷要求。本文来自《光电技术应用》杂志