文档介绍：摘要光电效应(PV)发电具有地理分布范围广泛地潜能,使太阳能成为新颖的能源来源而被广泛用于建筑中,从大规模、地域化的供电系统中脱离出来。正因如此,这一免费、清洁、无声的电力能源可以引进到城市、乡镇以及建筑密集的地区。一体化的意思是内在的联系和内部的相互依赖。光电效应就是将太阳能转化成电能的技术。
关键词光电效应(PV) 一体化建筑设计
想象一个石油不再是统治性能源的世界。在未来的20多年里,燃烧石油和天然气的情况被预测为越来越少,而对于可再生能源的使用会逐渐增加。建筑物和它们的建筑过程都需要大约全部能源的一半。在建筑过程中,当在挖掘、生产、传送和汇聚材料而需要能量时,产生的总体影响于其总数相比大大超越了。对于发达国家来说,继续享受舒适的生活似乎理所应当,而对于发展中国家来说它们一直希望获得舒适的生活,可持续性就必须是我们设计的基石。不能仅仅减少对不可再生能源的利用和减少污染,我们还需要设计可持续的建筑,依赖可再生的能源来提供大部分甚至全部的能源需求,并排除污染。
最有前途的可再生能源技术就是光电(PV)能。光电能确实是一种杰出的利用太阳光产生电能的方法,无需考虑能源供应和环境污染。据估计,地球接受仅仅一小时的太阳能就相当于人类一年消费的能量的总和。光电是一种固态装置,只是简单地运用太阳光来产生电能,无噪声,几乎不需维持,无污染,几乎没有物质资源的消耗。光电在很多方面都非常实用。例如,同样的技术能够为水泵、打桩机提供能量,还可以为发展中国家提供通讯和乡村电气化,还可以为工业化国家提供建筑物和输电线路的能量。很清楚,利用太阳能技术将成为未来的标准。
1 建筑设计与环境
1、1 光电建筑集成的时机
能量规划师一直设想用大型太阳能工厂来覆盖广阔的沙漠。虽然这一设想有许多有利特点,但是在经济投入方面仍需要细心地调查研究。地面PV系统需要占据土地,在土地上安装PV系统,土地的成本和场地建设的成本相当可观。在欧洲、日本和许多其他国家缺乏大面积的开阔地域,使得建设像位于加利福尼亚州萨克拉门托市那样的大型独立式PV系统受到限制。
最受人关注的配电应用是独立建筑物的PV能量系统,具有以下优势:
建筑和建筑内部的运作消耗的主要是电力。
没有场地开发的成本——是建筑物的一部分
PV能够给用户的零售电价带来实惠。
PV可以减少用户电费。
可以减少二氧化碳的排放。
将PV元素在建筑中集成,就是所谓的光电建筑一体化(BiPV),常常做为建筑物外墙和屋顶而分布在世界各地。欧洲、日本、美国和澳大利亚的建筑师们已经开始将太阳能系统融入其建筑中的创新设计方案。
光电效应在整体建筑设计上的贡献
在众多的可再生能源中,只有光电效应能以传统的建筑材料如玻璃、金属和塑料为介质,在建筑领域中得以应用。在建筑师和工程师眼中,PV电池与其他建筑材料一样都可以使用,但在具体的安装过程中还有一些特殊要求。
实际上,PV电池就是由铅制丝极连接在一起的微米薄厚的碟状晶片,以及上下两片材料构成的,外侧覆盖一层透明的材料(单晶、多晶模块),或者将带点区域连在一起(非结晶模块或薄膜块)。后者的效率比前者低一半,但每平方单位的价格也要低一半,因此都有生产。它们可被置于建筑的外墙,既可以代替传统的建材也可作附加材料,使其可以作为传统建材一样使用。
可供选择的PV电池很多,包括: