光伏建筑一体化的特点和设计思考

吴博

江苏友科新能源集成科技有限公司 江苏江阴 214413

随着社会经济的快速发展，能源消耗也在不断的增大，在能源紧缺的背景下，对可再生能源的需求越来越大。建筑耗能是我国三大“耗能大户”之一，如何促进建筑节能发展是当前需要重点考虑的问题。太阳能就是一种可再生能源，在任何太阳存在的地方都可以使用太阳能。而光伏建筑一体化就是利用太阳能发电，与建筑物结合为建筑物提供用电。该技术不占用昂贵的城市土地面积，只需要消耗可再生太阳能，具有低碳环保的重要意义，同时也是实现建筑节能的重要方法之一。想要促进光伏建筑一体化得到更好的应用与发展，就必须对光伏建筑一体化的特点和设计有所了解，以下就是对光伏建筑一体化作出的详细探讨。

1 光伏建筑一体化概述

光伏建筑一体化是应用太阳能发电的一种新概念，其是指将太阳能发电产品与建筑相结合的一项技术。简单来说，光伏建筑一体化技术就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来为建筑提供电力[1]。根据光伏方阵与建筑结合方式的不同，可以将光伏建筑一体化分为两类，即光伏方阵与建筑的集成、光伏方阵与建筑的结合。光伏建筑一体化不占用额外的地面空间，所以该技术在建筑领域中有着十分广泛的应用，并且备受关注。近年来，在社会经济快速发展的同时，我国能源消耗、环境破坏问题也日益严重，如何实现环境保护的可持续发展是人们高度关注的问题。而光伏建筑一体化的应用对促进建筑节能的发展就具有重要的意义。

2 光伏建筑一体化特点分析

光伏建筑一体化之所以能够得到广泛的应用，就是因为其具有诸多特点和优势。首先，光伏建筑一体化具有绿色能源的特点，光伏建筑一体化中所产生的能源为太阳能，而太阳能属于可再生能源，及绿色能源，应用太阳能进行发电，即不会增加能源消耗，也不会污染环境，因此，可以实现节能、环保的目的。太阳能是最清洁的能源，只要有太阳的地方就可以产生太阳能，并且是免费的[2]。太阳能在开发利用过程中不会产生污染、副作用等。所以正是因为光伏建筑一体化能源的特点，使得该项技术在建筑节能发展中占据了重要的位置。其次，光伏建筑一体化具有不占用土地的特点。光伏阵列一般安装在闲置的屋顶，不需要占用额外的土地，而对于土地昂贵的城市而言，这就具有尤为重要的意义。再次，光伏建筑一体化具有电网调峰作用。夏季是电网高峰期，而这时也是光伏阵列发电应用的最多的时候，光伏建筑一体化可以为建筑提供用电，同时还可以向电网供电，从而达到电网高峰期缓解作用。最后，光伏建筑一体化具有建筑节能作用。光伏阵列吸收太阳能转化为电能，这样一来在很大程度上降低室外温度，减少建筑墙体得热，进而起到建筑节能减排的作用。

3 光伏建筑一体化设计思考

3.1 建筑设计

光伏建筑一体化设计中，建筑设计是尤为重要的组成部分，为了提高光伏建筑一体化的应用质量和效率，必须对建筑物的实际特点和实际需求做好分析，比如要了解建筑物的地理气候条件、太阳能资源等情况，进而结合实际进行光伏建筑一体化设计。在建筑设计过程中，还要考虑到建筑物外装饰的协调性，光伏组件的应用给建筑设计带来的一定的挑战，对此就需要充分将光伏组件与建筑设计进行结合、融合，光伏建筑一体化与整体建筑统一、协调。光伏建筑一体化应用中，光伏组件的吸热会对建筑热环境产生改变，对此，就需要在建筑设计过程中充分考虑这一因素，结合光伏组件的实际特点对建筑设计进行协调和创新，保证建筑设计与光伏组件的完美结合。

3.2 光伏系统设计

光伏建筑一体化光伏系统设计中包含光伏方阵设计、光伏发电系统设计、光伏组件设计，只有保证着三部分的设计质量，才能够保证光伏系统的稳定可靠性。就光伏方阵设计而言，在于建筑结合时，必须要考虑到建筑的立面效果以及和整体建筑的协调性。同时还要考虑朝向与倾角因素，保证满足受光需求[3]。就光伏组件设计而言，要合理选择电池片型号，并结合板块大小、功率要求等进行布置。就光伏发电系统设计而言，要根据实际要求确定控制器、蓄电池、逆变器等型号。

3.3 构造设计

光伏建筑一体化是一项新型的建筑节能技术，在应用过程中要对技术设计做好研究和探索工作，比如要考虑到光伏组件与建筑结合过程中结构安全性与构造的设计问题。就光伏组件本身而言，比如一些高层建筑屋顶的风荷载较大，普通的光伏组合强度难以满足需求，对此，就需要考虑到结构安全的因素，选择强度较高的组件，以此来保证电池片的正常工作，避免受到各种因素的干扰。另外，在组件安装固定过程中，也需要对连接件固定点进行严格的结构计算，保证组件结构安全性。就构造设计而言，必须要与建筑相结合，考虑到建筑的特点和实际需求进行构造设计，保证构造设计的合理性、科学性。

4 结语

随着建筑行业的不断发展，光伏建筑一体化的应用也越来越广泛，尤其在当下建筑节能发展背景下，光伏建筑一体化已经成为了21世纪重要的新兴产业，具有远大的发展前景。为了促进我国太阳能光伏产业得到更好的发展，我国也应该加强对新能源产业的支持，适时出台有效的引导政策和激励措施，促进光伏建筑一体化为我国建筑节能和环保事业做出更大的贡献。