光伏建筑一体化..

光伏建筑一体化目录摘要11引言12光伏发电12.1光伏发电应用现状和前景12.2光伏发电技术的特点23光伏建筑一体化43.1光伏建筑一体化的应用现状43.2光伏建筑的相关法令和应用实例53.3太阳能光伏发电系统64光伏建筑一体化的前景74.1未来中国太阳能建筑发展展望74.2太阳能与建筑一体化发展的两个趋势85结束语116致谢117参考文献12光伏发电与光伏建筑一体化摘要：太阳能光伏发电是当前利用新能源的主要方式之一。光伏建筑一体化即BIPV（BuildingIntegratedPV，PV即Photovolta-ic）。光伏建筑一体化（BIPV）技术是将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。光伏建筑—体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV：BuildingAttachedPV)的形式。光伏发电(Photo-voltageGeneration,PV)是新能源中最具规模开发和商业化发展前景的发电方式。从石化能源资源短缺出发阐述了光伏发电的意义,论述了光伏发电国内外发展的现状,重点讨论了现有光伏发电关键技术的优点和缺陷,分析了中国发展光伏发电的4个理由及其应用前景。关键词：光伏发电光伏建筑一体化光伏发电系统1引言随着人类社会的发展，能源的消耗量正在不断增加，世界上的化石能源总有一天将达到极限。同时，由于大量燃烧矿物能源，全球的生态环境日益恶化，对人类的生存和发展构成了很大的威胁。在这样的背景下，太阳能作为一种巨量的可再生能源，引起了人们的重视，各国政府正在逐步推动太阳能光伏发电产业的发展[1]。而在我国，光伏系统的应用还刚刚起步，市场状况尚不明朗。针对这方面的空白，本文着重于今后发展前景广阔的光伏并网系统，通过对国内外市场和技术的调研，分析了目前光伏市场发展的瓶颈并预测了未来光伏发电的发展前景。相信作为当今发展最迅速的高新技术之一，太阳能光伏发电技术，特别是光伏并网发电技术将为今后的电力工业以及能源结构带来新的变化。2光伏发电2.1光伏发电应用现状和前景在当今能源短缺的现状下，各国都加紧了发展光伏的步伐。美国提出“太阳能先导计划”意在降低太阳能光伏发电的成本，使其2015年达到商业化竞争的水平；日本也提出了在2020年达到28GW的光伏发电总量；欧洲光伏协会提出了“setfor2020”规划，规划在2020年让光伏发电做到商业化竞争。在发展低碳经济的大背景下，各国政府对光伏发电的认可度逐渐提高。2009年全球新装置的太阳能发电容量为7.2GW，其中欧盟就占了5.8GW。至于德国，由于第4季需求大增，全年新增的太阳能发电容量有3.8GW，约占全球的1/2。中国也不甘落后，2009年相继提出了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》、金太阳示范工程等鼓励光伏发电产业发展的政策，2020年的光伏发电目标从原先的1.6GW提高到现在的20GW，一系列的政策支持和长远规划让中国的光伏发电发展之路更加宽广。2008年中国光伏安装总量是40MW，累计安装总量只有140MW，而2009年全年安装量就有160MW，是上一年的4倍，比以往累计安装总量还要多，足见中国光伏呈现飞速发展的趋势。2010年7月下旬美国通过的千万太阳能屋顶计划将引发全球光伏市场激增。随着发电成本下降和补贴政策出台，美国光伏发电安装量不断攀升，正逐步追赶传统的欧洲市场，预计北美市场将在未来几年成为全球光伏发电应用的主要新兴市场。而随着成本的持续降低，光伏发电应用最终将向中国和世界其他地区转移。中投顾问发布的《2010-2015年中国太阳能光伏发电产业投资分析及前景预测报告》共十章。首先介绍了太阳能及太阳能光伏发电的原理、分类、部件构成等，接着分析了国内外光伏发电产业的现状及光伏发电市场的情况。然后具体介绍了江苏、青海、江西、河北、宁夏、云南、山东、浙江、上海等地区光伏发电产业的发展。随后，报告对光伏发电产业做了技术动向分析、关联产业分析、上市公司经营状况分析和投资分析，最后预测了太阳能光伏发电产业的未来前景。您若想对太阳能光伏发电产业有个系统的了解或者想投资太阳能光伏发电，本报告是您不可或缺的重要工具。2.2光伏发电技术的特点光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。化石燃料日趋枯竭的危机局面正一步一步威胁人类的生存,传统化石能源使用过程中产生的环境污染和温室效应正在导致一系列生态灾难。在此背景下,太阳能作为一种清洁的、可再生能源引起能源界大量的技术研发投入。太阳能光伏发电具有安全可靠、能源质量高、无枯竭危险、无噪声①无枯竭危险；②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。缺点：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。光伏发电的起源及发展早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展，这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。20世纪90年代后，光伏发电快速发展，到2006年，世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划，到2003年日本光伏组件生产占世界的50%，世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期，发展更加迅速，1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%，生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。2006年的光伏行业调查表明，到2010年，光伏产业的年发展速度将保持在30%以上。年销售额将从2004年的70亿美金增加到2010年的300亿美金。许多老牌的光伏制造公司也从原来的亏本转为盈利。3光伏建筑一体化3.1光伏建筑一体化的应用现状美国是世界上能量消耗最大的国家，国会先后通过了“太阳能供暖降温房屋的建筑条例”和“节约能源房屋建筑法规”等鼓励新能源利用的法律文件。在经济上也采取有效措施，不仅在太阳能利用研究方面投入大量经费，而且由国会通过一项对太阳能系统买主减税的优惠办法。因此，美国太阳能建筑的发展极为迅速，无论是对太阳能建筑的研究、设计优化，还是材料、房屋部件结构的产品开发、应用，以及真正形成商业运作的房地产开发，美国均处于世界领先地位，并在国内形成了完整的太阳能建筑产业化体系。美国于上个世纪80年代初就由新墨西哥洲的洛斯阿拉莫斯科学实验室编制出版了被动式太阳房设计手册。此外，美国还出版了许多实用的被动式太阳房建筑图集，既介绍成功的设计实例，也有对太阳房原理、构造的详细说明。这些工具书的发行和一些样板示范房屋的建立，对美国公众接受太阳房起到了很好的促进作用。比较著名的示范建筑有：位于新泽西州普林斯顿的凯尔布住宅；位于新墨西哥州科拉尔斯的贝尔住宅；位于新墨西哥州圣塔菲的圣塔菲太阳房；位于加利福尼亚州阿塔斯卡德洛的阿塔斯卡德洛住宅，以及位于新墨西哥州科拉尔斯的戴维斯住宅。这些建筑采用壁炉或电散热器作辅助热源，但太阳能供暖率均在75%以上，有的已达到100%，例如阿塔斯卡德洛住宅。早在上个世纪40年代，美国麻省理工学院就开始利用太阳能集热器作为热源的供暖、空调系统研究，先后建成了ｗ号实验太阳房。这些实验太阳房，即是最早的主动式太阳房。到70年代以后；又有华盛顿近郊的托马森太阳房和科罗拉多州丹佛市的洛夫太阳房等主动式太阳房的示范建筑建成。这些太阳房的成功运行，说明太阳能供热、空调系统在技术上是完全可行的，但由于投资较大，推广普及程度不及被动式太阳房。直到进入90年代，由于开发出更加高效的太阳集热器和吸收式制冷机、热泵机组，应用范围才得以扩大。日本在主动式太阳房的研究应用领域也处于世界前列。1974年日本通产省制定了“阳光计划”，并按此计划建造了数幢典型太阳能采暖空调试验建筑，如矢崎实验太阳房。而且多年来日本的太阳能采暖、空调建筑一直稳步发展，并已应用于大型建筑物上。此外，法国、德国、澳大利亚、英国等发达国家也拥有相当先进的太阳能建筑应用技术。著名的集热蓄热墙采暖方式即是法国人菲利克斯·特朗勃的专利，法国的奥代洛太阳房是该采暖理论转化为实际应用的第一个样板房。英国利物浦附近的沃拉西的圣乔治郡中学，则是直接受益式太阳房最大和最早的样板之一。尽管英国的太阳能资源并不丰富，该所中学安装的常规采暖系统却从未使用过。最后值得一提的是近几年来在发达国家已有相当发展水平的“零能房屋”，即完全由太阳能光电转换装置提供建筑物所需要的全部能源消耗，真正做到清洁、无污染，它代表了21世纪太阳能建筑的发展趋势。由于许多国家的政府（如美国、德国）都制定了太阳能在国家总能源消耗中的所占比例应超过20%的计划，相信这种“零能房屋”将会有十分良好的发展前景。3.2光伏建筑的相关法令和应用实例3.2.1.中华人民共和国可再生能源法2005年2月，全国人大《可再生能源法》，为促进中国可再生能源发展提供了宏观政策，实施还需要颁发有关各项配套法规、规章及技术规范。该可再生能源法于2006年1月1日正式实施，相关的价格、税收、强制性市场配额和并网接入等鼓励扶持政策也相继出台，中国可再生能源产业由此进入了加速发展期。可再生能源涉及到光伏发电系统的条款如下：3.2.1.1独立光伏发电系统的相关条款.第十五条国家扶持在电网未覆盖的地区建设可再生能源独立电力系统，为当地生产和生活提供电力服务。第二十二条国家投资或者补贴建设的公共可再生能源独立电力系统的销售电价，执行同一地区分类销售电价，其合理的运行和管理费用超出销售电价的部分，依照本法第二十条规定的办法分摊。3.2.1.2并网光伏发电系统的相关条款.第十四条电网企业应当与依法取得行政许可或者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议，全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量，并为可再生能源发电提供上网服务。第十九条可再生能源发电项目的上网电价，由国务院价格主管部门根据不同类型可再生能源发电的特点和不同地区的情况，按照有利于促进可再生能源开发利用和经济合理的原则确定，并根据可再生能源开发利用技术的发展适时调整。上网电价应当公布。依照本法第十三条第三款规定实行招标的可再生能源发电项目的上网电价，按照中标确定的价格执行；但是，不得高