BIPV 建筑光伏余热直接热利用系统测试分析

秦继恒 史珂 秦文军 汤洋

国家能源集团绿色能源与建筑研究中心

光伏建筑一体化（BIPV，Building Integrated PV）是一种将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术。BIPV 不同于光伏系统附着在建筑上（BAPV，Building Attached PV）的形式，光伏组件与建筑的集成是BIPV 的一种高级形式，它对光伏组件的要求较高，光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求同时还要兼顾建筑的基本功能要求。光伏组件在接收太阳辐射发电的同时，大部分光能（80%左右)未能转换为有用能量，且相当部分转换为热能，并使光伏组件温度升高，光伏组件温度的升高不但影响光电转换效率，还增加夏季室内冷负荷[1]。如果在光伏组件背面设置降温通道，由吸热介质将热量带走，就能提高发电效率[2]，Kern 和Russell[3]提出太阳能光伏光热综合利用（PV/Tl）的概念，根据冷却介质的不同分为空冷和水冷，水冷的冷却效果优于空气，但需要一个水道的循环系统，其装置比较复杂，与BIPV 建筑结合比较困难，本文介绍的建筑采用了空冷型PV/T 与建筑相结合，可满足建筑夏季和过渡季光伏组件的散热需求，在冬季把降温通道（空腔）内的热空气送到室内，实现光伏余热的直接热利用，同时对比分析了东、西、南三个朝向直接热利用系统的实际运行性能，为BIPV 建筑在散热及余热利用系统设计、应用提供参考。

1 工程案例介绍

BIPV 控制中心位于北京市昌平区未来科学城国家能源集团科技创新园区内，占地面积750.78 m2，建筑局部二层，建筑高度（含女儿墙）8.81 m（光伏塔18.57 m）。在建筑东……