1光伏一体化城市建筑概述

太阳能光伏发电系统是利用光伏电池板直接将太阳能辐射转化为电能的系统，主要由太阳能电池板、电能储存部件、控制器、电力电子转换器、负荷等部件构成。光伏发电系统根据运行方式可分为独立运行的光伏发电系统和并联网运行的发电系统两类。

2光伏建筑系统设计

2.1设计原则

(1)建筑美学原则:BIPV是建筑物的一部分，整个系统必须满足人们对建筑审美的要求

(2)建筑智能原则:BIPV系统必须同时满足作为相应建筑物部件承担的保护、受力、隔热、防水、采光、遮阳等建筑功能

(3)最大电力输出原则:光电转换是BIPV系统的另一个重要功能。设计者在保证BIPV系统实现建筑属性的同时，也必须考虑如何最大化光伏发电系统的电力输出

(4)BIPV系统的稳定性、可维护原则:BIPV系统必须在设计的生命周期内保证安全稳定的运行。

2.2光伏建筑系统设计

(1)当地气象参数的收集。在BIPV设计过程中，场所、气候、纬度、平均日照、平均温度、降水量、湿度、浮尘量、风荷和地质条件都会影响光伏一体化城市建筑的经济性。

(2)因此，在设计之前，地气象数据资料。

(3)负荷状况分析。负荷的计算是独立太阳能发电系统设计的重要内容之一。

(4)光伏板最佳倾斜角的设计。在光伏系统的设计中，光伏板的安装形式和安装角度对光伏板能够接受的太阳辐射量和光伏供电系统的发电能力有很大影响。

(5)光伏系统总功率的概算。构成光伏阵列时，为了获得适当的输出功率，必须串联或并联单个电池。根据负荷用电量、电压、电力、光照状况，确定光电池的总容量和光电池板的串、并联数。

2.3光伏建筑的重要技术

(1)设置场所。根据理论研究和实际运行，屋顶是PV的最佳安装点，其次是房屋的南立面。南立面的最佳发电时间是冬天，最差的是夏天。东西立面的发电量只有屋顶的1/3左右。光伏阵列的倾斜角和方向角对其性能也有重要影响。角度设置主要取决于当地纬度(有时设置角度与当地纬度不一致，需要测量决定)、斜面辐射强度和负荷的电力需求。BIPV阵列的朝向和屋面的倾斜限制了其倾斜角和方向角。

(2)遮挡因素。对于晶体硅光伏电池，小隔板会导致大功率损失，隔板对薄膜电池的影响要小得多。建筑师在设计PV系统时，必须计算屏蔽因素对输出的影响。因为不同的屏蔽方式会产生不同的输出效果。建筑师需要精心设计PV组件的布局，使PV建材框架设计最佳，使环境建筑对BIPV的影响最小化。

(3)通风设计。为了保证充电电压，在设计光伏发电系统时，必须考虑各种因素引起的光伏电池方阵的电压下降量，确定光伏电池组件的串、并联方式和方阵的配置形式。其中，电压下降的主要因素是组件的温度上升。光伏电池组件接收太阳能后，其中一部分直接转换为电能输出，其馀部分转换为热能向环境散发，因此电池组件开始工作后几分钟内温度上升，一般维持在50℃左右。通风不良时，光伏电池组件的背面温度达到80℃以上，直接影响太阳能电池的输出电压和转换效率(温度每上升1℃，光伏电池的能量转换效率下降0.5%左右)[3]。因此，通风设计是BIPV的重要因素。BIPV系统(包括光伏电池组件、枕木、角钢、防雨保温板等组成部分)合理的建筑设计和安装方式，可以达到良好的通风、冷却效果。

3结语

太阳光一体化城市建筑技术和成本取得突破性进展，彻底消除使用障碍，太阳光一体化城市建筑绿色电能取代传统火力电能，引领新能源革命。因此，我们必须要把发展太阳能光伏一体化城市建筑新能源作为应对危机的重要措施，还要把太阳能光伏一体化城市建筑新能源提高到国际竞争战略的高度。光伏一体化城市建筑BIPV是一项综合工程，成功的BIPV需要从最初的方案构想精心策划，考虑建筑物周边环境、建筑美学、整体效果、投资规模等，需要建筑、结构、电气等多个专业的共同努力和合作。