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《民用建筑技术措施——建筑、规划卷》(2009版)

8光伏建筑一体化系统

(审核稿)

8.1 一般规定

8.1.1光伏设备系统是指由阳光电池阵列、集电器、逆变器、蓄电池及防雷器等设备组成的系统,它可以将太阳光能转换为电能,供给用户。光伏系统产生的电能可以直接供给用户使用;也可以与电网连接,向电网供电,当有需要时,也可以从电网取回相应的电能(表8.1.1)。

表8.1.1 光伏系统与电网的关系 离网系统 与市电电网脱离,产生的电能自用,徐要蓄电池。 并网系统 与市电电网连接,电能可以相互交换,可不设蓄电池。 并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。电邮蓄电池的并网发电系统具有可调度行,可以根据徐要并入活推出电网,还具有备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。电邮蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑;不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源功能,一般安装在较大型的系统上。

受我国目前电网相关的规定的约束,光伏建筑一体化项目绝大多数尚未能并网,乃为项目独立的自用电系统。这种离网系统供电稳定性较差,而且要安装蓄电池租。

8.1.2光伏系统可以分为独立光伏发电站系统和光伏建筑一体化系统。 前者与建筑物无关,产生的电力全部输入市电电网。本章主要规定光伏建筑一体化的光伏系统。

光伏建筑一体化系统是指:光伏系统座位建筑物本身的有机组成部分,与建筑物本身同事规划,同时设计,同时施工,同时验收。

8.1.3由光伏板阵列与建筑物本身的关系,可以区分为两大类型

(1)分离式:光伏板阵列是正坐建筑的组成部分,在建筑外观设计和功能设计时均加以考虑,但它只是依附、连结到建筑上,并不座位建筑物的外观维护结构,建筑本身还需要单独的屋面和墙面。分离式光伏板阵列除自身安全要求外,并无气密、水密、保温、隔热、隔声等建筑功能要求。也就是说:在分离式光伏建筑一体化系统中,发电功能由光伏极阵列承担;建筑物理功能仍由屋面和墙面系统承担,两者分离。

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(2)合一式:光伏板本身就是屋面和墙面的面板,同时具有发电的功能和维护结构的功能,无需另设屋面和墙面。

表8.1.3 分离式和合一式系统的比较 优点 分离式 功能明确区分,两者不相干扰,设计简单。 施工方便,维护简单。 板材更换容易,互相不受干扰 同一式 同一面机极两套功能,构建集中在一层皮上,不需要两套支承结构。 两套面极合为一套,面板层数合并后可减少。 外观为一个有机整体,较为美观。 缺点 系统重复,用料较多 两张皮,建筑处理较为困难,美观方面较差。 要满足两套功能,可能双方都不能充分发挥最高水平,相互牵制,相互干扰。光伏阵列往往不在最佳最佳工作点。 光伏板布置往往满足不了建筑师的外表要求。 更换板件时可能损害其他极的电气性能。同一板件性能多,需要更换的机会加大。 8.1.4 光伏建筑一体化系统应在建筑方案设计时一并考虑,在进行围护结构设计时同时设计。

8.1.5合一式、光伏系统,应符合《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003的相关要求。

8.1.6分离式光伏系统>光伏板阵列及其支承结构应满足抗风和抗震设计的要求,具有充分的承载能力和变形能力。

8.1.7建筑的体形和空间组合,应避免太阳能光伏板受建筑自身及周围设施和绿化树木的遮挡,并能满足有不少于4h日照时数的要求。太阳能光伏板还应避免局部被遮挡。 8.2 我国的太阳能资源

8.2.1我国有丰富的太阳能资源,全国2/3以上地区的全年太阳能副照量大于5700MJ/m2〃a,全年日照时数大于2200h。太阳能资源分布及其特征见表8.2.1。我国的太阳能资源可分为四个资源带,见图8.2.1。

表8.2.1中国太阳能资源分布及其特征 太阳能资源带 主要地区(省、市) 月平均气温≥10℃ 日照时数≥6h的天数( d) 全年日照时数(h) 全年辐射照量[MJ/( m22a)] 太阳能保证率(%) 2

资源丰富带 新疆南部、甘肃西北 新疆南部、西藏北部、青海西部、甘肃西部、内蒙古巴彦淖尔盟西部、青海一部分 青海南部 青海西南部 西藏大部分 内蒙古乌兰察布巴彦淖尔盟伊克盟一部分 新疆北部 内蒙古呼伦贝尔盟、陕北及甘肃东部一部分 内蒙古锡林郭勒盟、乌兰察布盟、河北北部一隅 山西北部、河北北部、辽宁部分、北京、天津、山东西北部 内蒙古伊克昭盟大部分 青海东部、甘肃南部、四川西部 西川南部、云南北部一部分 西藏东部、四川西部和云南北部一部分 福建、广东沿海一带 海南省 275左右 275~325 3200~3300 ≥6700 ≥60 250~300 250~275 250~300 >300 275左右 225~275 3000~3200 5400~6700 50~60 >275 250~275 275~300 200~300 200~250 <250 175~200 225左右 200~250 2200~300 4200~5400 40~50 资源一般带 山西南部、河南大部分及安徽、山东、江苏部分 黑龙江、吉林大部分 225~275 吉林、辽宁、长白山地区 <225 湖南、安徽、江苏南部、浙江、江西、福建、广东北部及东南部、广西大部 湖南西部、广西北部一部分 山西南部、四川西部 湖北、河南西部

125~175 150~175 3

250~300 1400~2200 4200~5400 40~50 150~225 云南东南一部分 云南西部一部分 贵州西部、云南东南隅、广西西部 资源贫乏带 四川、贵州大部分 成都平原、重庆、成都、自贡、攀枝花、贵阳 175左右 175~200 150~175 <125 <100 1000~1400 ≤4200 ≤40

图8.2.1中国太阳能资源分布

8.2.2 我国纬度22°至25°地区的太阳入射角可按图8.2.2取用。其他地区的太阳入射角可由天文资料查出

图8.2.2 我国纬度为22度至25度地区太阳入射

8.3光伏系统

8.3.1光伏发电系统是由太阳能电池阵列,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜等设备组成。其部分设备的作用是:

1 太阳能电池阵列:在有光照(无论是太阳光,还是其他发光体产生的光照)

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