从目前来看,光伏与建筑的结合有两种方式:一种是建筑与光伏系统相结合;另外一种是建筑与光伏器件相结合。
(1)建筑与光伏系统相结合,把封装好的的光伏组件(平板或曲面板)安装在居民住宅或建筑物的屋顶上,再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置相联。光伏系统还可以通过一定的装置与公共电网联接。
(2)建筑与光伏器件相结合,建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化。一般的建筑物外围护表面采用涂料、装饰瓷砖或幕墙玻璃,目的是为了保护和装饰建筑物。如果用光伏器件代替部分建材,即用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户,这样既可用做建材也可用以发电。
目前大多数都是采用第一种方式,但这不属于真正意义上的BIPV,BIPV 构件既是光伏构件也是建筑部件,可以完全替代传统建材,这样既可用做建材又可以发电,是光伏和建筑的完美融合。从光伏组件与建筑的集成来讲,主要有光伏幕墙、光伏采光顶、光伏遮阳板等八种形式,如表 1。
表1:BIPV 的主要形式
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BIPV 形式 |
光伏组件 |
建筑要求 |
类型 |
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1 |
光伏采光顶(天窗) |
光伏玻璃组件 |
建筑效果、结构强度、采光、遮风挡雨 |
集成 |
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2 |
光伏屋顶 |
光伏屋面瓦 |
建筑效果、结构强度、遮风挡雨 |
集成 |
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3 |
光伏幕墙(透明幕墙)
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光伏玻璃组件(透明) |
建筑效果、结构强度、采光、遮风挡雨 |
集成 |
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4 |
光伏幕墙(非透明幕墙) |
光伏玻璃组件(非透明) |
建筑效果、结构强度、遮风挡雨 |
集成 |
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5 |
光伏遮阳板(有采光要求) |
光伏玻璃组件(透明) |
建筑效果、结构强度、采光 |
集成 |
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6 |
光伏遮阳板(无采光要求) |
光伏玻璃组件(非透明) |
建筑效果、结构强度 |
集成 |
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7 |
屋顶光伏方阵 |
普通光伏电池 |
建筑效果 |
结合 |
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8 |
墙面光伏方阵 |
普通光伏电池 |
建筑效果 |
结合 |
BIPV 产品目前分为晶体硅 BIPV 构件和非晶硅薄膜 BIPV 构件,晶体硅转换效率高,但其产品透光性差,颜色难以满足建筑对美观方面的追求;非晶硅目前转换效率低于晶体硅,但透光性好,颜色更接近建筑的要求,同时成本低,尺寸大,适合大规模化生产,是未来光伏建筑一体化的发展方向。