光伏建筑一体化如何让绿色建筑更 “绿”？

一、光伏建筑一体化：绿色建筑的 “新伙伴”

现在，全球都在倡导绿色环保，建筑行业也紧跟潮流，越来越多的绿色建筑出现在我们身边。在众多绿色建筑技术里，光伏建筑一体化（BIPV）技术格外引人注目。它就像是建筑的 “能量小助手”，把太阳能转化成电能，既满足了建筑自身的用电需求，还能减少碳排放，促进建筑节能，甚至多余的电还能并网发电，对我国发展绿色建筑有着重要意义。今天，咱们就来好好了解一下 BIPV 在绿色建筑中的应用。

 

二、光伏建筑一体化是什么？

BIPV 主要是把太阳能发电技术应用到建筑领域。简单来说，就是通过光伏组件这个核心部件，利用光伏效应，把太阳的能量转化成我们日常生活中能用的电能。然后，再把这些电能和其他电力设备，像光伏逆变器、控制器等配合起来，最终实现给建筑供电的目的。这不仅能让供电更稳定，还能减少发电厂电力能源的消耗，减轻我们的用电负担，实现环保节能的目标。

 

随着咱们国家经济越来越好，大家使用的电力设备越来越多，对电的需求也越来越大。在这样的情况下，光伏发电技术的广泛应用，就显得尤为重要了。它能给我们提供更舒适的生活环境，还能为环保出一份力。

 

三、光伏建筑一体化的设计原则

（一）满足建筑适用性要求

在设计光伏建筑一体化的时候，得先看看建筑所在的地方。要了解当地的地理位置、气候怎么样，还有太阳能资源分布情况，这些都是决定能不能用 BIPV 设计的关键因素。比如说，在阳光充足的地方，用 BIPV 就更合适。同时，还要考察建筑四周的环境条件，看看这个建筑能接收到多少太阳能。如果周围有很多高楼大厦遮挡阳光，那可能就不太适合安装 BIPV 了。

（二）满足建筑结构要求

光伏组件自身的结构必须稳定、安全。比如说，要是当地风很大，就要考虑光伏组件能不能承受得住这么大的风荷载。组件的固定链接方式也很重要，要保证足够安全。这就需要计算链接件固定点的结构，并且进行多次测试，看看在各种天气和意外情况下，它是不是都能正常工作。要是链接不牢固，遇到大风或者其他灾害，光伏组件可能就会掉落，那可就危险了。

（三）满足建筑美学要求

光伏组件的使用，给建筑设计带来了新的机遇和挑战。在设计的时候，如果能巧妙地运用 BIPV，就能让建筑更有生机。把节能环保的理念融入建筑设计中，还能让建筑和自然更好地融合在一起。比如说，有些建筑把光伏组件设计成独特的形状，或者和建筑的颜色搭配得很和谐，让建筑看起来既美观又有科技感。

（四）满足建筑节能要求

在使用 BIPV 组件的过程中，要注意避免太阳能电池发热带来的问题。因为如果电池发热严重，可能会加大新的能源消耗，这就和节能的目的背道而驰了。所以，要采取合理有效的措施，比如做好散热设计，来解决这个问题。

 

四、光伏建筑一体化的优点

（一）充分利用空间，节约土地资源

在一些大城市，土地资源非常宝贵。BIPV 可以利用建筑的屋顶和幕墙来发电，不用额外占用土地，这就避免了土地资源的浪费。想象一下，如果每个建筑都能利用自己的屋顶和幕墙发电，那能节省多少土地呀！

（二）减少基础设施安装

和传统的发电方式相比，建筑物光伏发电不需要安装太多其他的基础设施。这样不仅能节省安装成本，还能减少施工的时间和难度。

（三）降低建筑损耗，提高利用率

BIPV 能降低建筑的损耗，提高建筑的利用率。这对建设节能城市很有帮助。比如说，通过光伏发电，建筑可以减少对传统能源的依赖，降低能源消耗，从而减少建筑在能源使用过程中的损耗。

（四）原地用电放电，节约电网投资

BIPV 可以实现原地用电和放电，在一定距离范围内，能节约电站输送电网的投资。这是因为它不需要把电输送到很远的地方，减少了输电过程中的损耗和成本。

（五）增加电力供应，减轻冷负荷

一般来说，光伏阵列会安装在屋顶和墙的南立面上，这样便于吸收太阳能。它不仅能提供充足的电力，还能减轻室内的冷负荷。在夏天，阳光照在光伏组件上，转化成电能的同时，还能阻挡一部分热量进入室内，让室内更凉爽，减少空调等设备的使用，进一步节约能源。

（六）创新改善建筑外观

BIPV 可以用一种创新的方式改善建筑物的外观。通过合理设计光伏组件的形状、颜色和安装方式，可以让建筑看起来更独特、更有现代感。

（七）集中控制系统，方便管理

建筑物光伏发电可以把电力控制、维护以及其他的操作系统都集中在建筑物内。这样管理起来就更方便了，工作人员可以更轻松地监控和维护整个发电系统。

（八）清洁环保，提升楼盘质量

光伏发电系统是一个非常清洁环保的系统，它在运行过程中没有噪音、不会排放污染物和燃料。这不仅对环境有好处，还能提升楼盘的综合质量。住在这样的建筑里，人们能享受到更安静、更健康的生活环境。

 

五、光伏建筑一体化在绿色建筑中的应用

（一）在建筑屋顶中的应用

平面屋顶安装：对于既有平面屋顶的建筑，安装光伏阵列有不同的方法。一种常见的方法是固定光伏组件的角度，通过计算所在地区全年太阳光照角度，综合考虑后进行固定安装。这种方法安装起来简单，后期维护也容易，投入成本比较低。不过，为了能更好地利用太阳能，现在还有一种更智能的设计方案。就是给光伏组件安装由电机驱动、伺服电机（或步进电机）组成的方向角调节模块。这个模块可以根据全年各季节的光照情况，还有全天太阳照射高度角的变化，自动驱动光伏组件调整角度，让它们能更好地接收阳光，提高发电效率。 

 

斜面屋顶安装：斜面屋顶安装光伏组件时，南向屋顶是最佳选择。通常情况下，屋顶和太阳能电池板是相互平行的。但在实际安装中，为了让发电效率达到最佳，可能需要适当变换安装角度。斜面屋顶和平面屋顶的光伏发电安装要求差不多，只是在安装方向上有区别，斜面屋顶最佳安装方向是正南方，稍微偏正南一点也可以。在屋顶设置光伏发电系统的时候，要注意它得和建筑物的各项功能相适应，不能产生冲突。在选择光伏组件时，要结合实际用电情况，从经济效益出发，用最低的成本获得最高的收益，为建筑提供充足可靠的电能。

 

（二）在建筑幕墙中的应用

随着绿色建筑的发展，BIPV 在建筑幕墙中的应用也越来越多。幕墙是建筑的重要组成部分，在大型商场、图书馆、游泳馆等公共建筑中很常见。以前，幕墙在选择材料时，大多会用半透明玻璃，这样既能增加美观度，又能保证室内采光。但是，幕墙的节能效果不太好。现在，把 BIPV 应用到建筑幕墙中，就可以解决这个问题。可以选用透明的双玻封装光伏组件作为幕墙材料，这样在不影响墙面外观和室内采光的情况下，还能利用幕墙空间发电。

 

此外，BIPV 还可以应用到建筑立面以及遮阳部分。在选择光伏组件时，要根据建筑幕墙的使用需求来合理选择。一般来说，屋顶用材成本比室内建筑要高一些。在设计时，为了避免和建筑结构产生冲突，最好把光伏发电系统和建筑结构同时进行设计施工。如果分开施工，可能会影响整体施工进度，还会浪费电能资源。而同时施工，就能践行绿色施工的理念。

在一些建筑中，还可以把幕墙的结构材料换成光伏发电的材料设备，这样太阳能电池板就能得到更好的应用。它不仅能实现建筑遮阳的效果，还能在遮阳的同时为建筑物提供电力能源，达到节能的目的。而且，安装建筑遮阳板不会影响工程整体进度，在建筑施工后安装就行，既能节约安装成本，又能缩短安装周期，让绿色节能建筑的优势充分发挥出来。

六、光伏建筑一体化的节能环保功能

光伏系统在运行的时候，不会对环境产生任何有害影响。它没有噪音，也不会排放有害气体和固体垃圾。就拿我国海南海口市的光伏发电项目来说，每年至少能提供 85.91 万度环保电能。和火电相比，每年能少烧 309.5 吨煤，还能大大减少多种大气污染物的排放，其中二氧化碳排放量能减少 821.64 吨，二氧化硫排放量能减少 34 吨。这对我国的节能环保和经济社会发展都有很大的促进作用。

 

七、总结：光伏建筑一体化的未来可期

随着我国经济社会的快速发展，建筑行业也在不断进步，越来越多的建筑朝着绿色建筑的方向发展。光伏建筑一体化技术在绿色建筑中的应用，不仅满足了建筑日常的电力需求，还践行了节能环保的理念。它有这么多优点，又能在建筑屋顶和幕墙等地方发挥重要作用，还非常环保，真的值得大力推广应用。相信在未来，BIPV 技术会越来越成熟，应用也会越来越广泛，让我们的建筑变得更加绿色、环保、节能。