全球各地都面临着严重的资源枯竭问题,因此,开发新型的可再生的洁净能源的想法也受到了越来越多的重视和关注。太阳能作为最原始的、取之不竭的能源,可以说是一个巨大的天然的能源宝藏。如何利用和加强现有技术,对其进行开发使用,是值得人类长期去探讨和研究的话题。无论是材料的选择、太阳能的收集方式,还是能源转换的效率都应该不断地探索更新,以谋求更好的发展,使太阳能在未来的经济社会发展中发挥更大的功用,新能源的开发与利用仍然作为我国节能减排、保护环境的一项重要任务,太阳能的发展也起了至关重要的作用,太阳能建筑具有显著的优势及特点,具有良好的发展前景,而它在建筑方面的合理利用也为太阳能的发展起到了示范性作用。
太阳能光伏并网发电的原理
太阳能电池发电的原理是全新的,与传统方法是完全不同,既没有马达旋转部分,也不会排出气体,是清洁无污染的发电方式。光伏发电的基本原理是光生伏特效应,光伏电池在这一过程中发挥着能量转化作用。在太阳光照射到光伏电池时,光能会被电池吸收,在电池内形成光生电子,光生电子会和空气发生隔离反应,这样产生的电荷在长期的积累过程中汇聚形成光生电压,即光生伏特效应。在电场的作用下,光伏电池在接入负载后,光生电子会流出,电能被输出和利用,从而实现从太阳能到电能的转化。
太阳能光伏发电的应用

太阳能并网发电在建筑中的热水系统、采暖系统、光伏系统等都有应用。
光伏建筑一体化
光伏发电和建筑一体化是指将光伏发电应用到建筑行业的发展中构成一体化的建筑系统。光伏建筑一体化的实施方式主要分为:
(1)光伏系统与建筑的结合,光伏系统设置在建筑中,可先有建筑后建光伏,也可二者同时建设;
(2)光伏系统与建筑的集成,光伏电池及相关材料作为建筑物的构件存在,在实施过程中光伏工程需要和建筑工程建设共同进行。
这里以光伏幕墙技术为例进行简要介绍。光伏幕墙是现在光伏发电和建筑一体化中使用较为广泛的一种技术,光伏幕墙技术主要指的是在玻璃幕墙内部应用双玻璃光伏组件替代普通材料,这样光伏幕墙会兼具光伏发电以及隔音、隔热、安全等功能。将光伏系统布置在建筑物外墙上,合理利用墙面收集太阳能。不仅可以利用太阳能光伏组件将太阳能转化为电力,还能有效地降低了建筑墙体的温度,减少建筑内空调冷负荷。
在光伏玻璃幕墙技术的应用过程中,除了可实现充分利用太阳能发电的目标,还可以实现绿色建筑指标控制的目的,可在相关工程中加大光伏幕墙技术的应用力度,为建筑行业的可持续发展提供支持。
光伏采光技术的应用
顶部采光技术是建筑工程常用的节能措施之一,白天通过自然采光代替建筑内部分照明,起到节能降耗的效果。由于太阳光线直射屋顶,因此,在建筑顶部安装的光伏电池板相对于玻璃幕墙可接收到更多的辐射能量,利用小时数更多,发电量更优。在顶部采光设计加入光伏技术有2种模式:(1)与光伏幕墙技术类似,采用双玻璃组件可同时满足采光与发电的要求;(2)采用透明材料与常规光伏组件混布的方式,常规组件可按规则排列,也可按图案(企业名称、LOGO等)排列,该方式可减少太阳光带来的热辐射,多用于炎热地区。光伏采光顶的应用,有利于减少太阳对建筑物的辐射,提高受光率,推动绿色建筑建设的进一步发展。
光伏采光顶虽然能节省中庭照明用能,但可能会因为光伏构件发热而导致室内气温升高,增加冷负荷。中控楼在中庭顶部设置双玻夹胶晶体光伏采光顶,并在采光顶周边设置一圈可开启的通风窗,利用风将积蓄在光伏采光顶底部的热量带出室外,并加速室内空气流动,提高室内舒适度。
综上所述,在社会经济的快速发展中,大量化石能源的使用使生态环境受到了严重的污染。由于太阳能具有可持续性、清洁性、环保性的特点,光伏发电与建筑一体化技术已经得到了大量的应用。随着人们环保意识的不断提高,光伏发电配套技术的不断进步,光伏发电与建筑一体化技术将在绿色能建筑工程扮演更为重要的角色,为建筑业的可持续发展提供有利的保障。
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