光电幕墙及光电屋顶

来源:中国建筑装饰网　作者:龙文志　日期:2007-1-15 　页面功能【字体：大中小】【打印】【投稿】【评论】

　　光线的波长λ或频率f ：在非单色光的照射下，太阳电池的效率和光谱特性有关。由于地球表面上日照光谱既取决与测量瞬间的天气条件（云、雾、空气、湿度等）。因为在每一天中对应的时间不同，太阳光线与地球表面的夹角即日照投射的倾角θ不同，因此地球表面的日照光谱取决于日照投射的倾角θ。当θ不同的时候，太阳光在大气中所经过的距离不同，即大气质量AM不一样，则太阳光谱曲线就不一样。因此，需要给定太阳电池在某一光谱下的效率时，应该在相应的大气质量下给定。
太阳电池的效率还和温度有关。太阳电池具有负的温度系数，即太阳电池的效率随着温度的上升而下降。图7给出了日照强度为1kw/㎡，而温度变化范围为20～70℃时效率变化的情形。可用下面的公式近似表示：
η=ηO•[1-α（T-TO）]
上式中，ηO=0.1，TO =0℃；α=0.0049/℃。可以看出，温度每升高10℃，其效率大约降低5%。由上述我们可以看出，太阳电池的效率和很多因素有关。当我们定义太阳电池的效率的时候，必须确定它的工作环境才能够得出明确的效率值。

3  光电板

3.1  基本结构
　　上层一般为4mm白色玻璃，中层为光伏电池组成光伏电池阵列，下层为4mm的玻璃，其颜色可任意，上下两层和中层之间一般用铸膜树脂（EVA）热固而成，光电电池阵列被夹在高度透明，经加固处理的玻璃中，在背面是接线盒和导线。模板尺寸：500mm×500mm至2100mm×3500mm。从接线盒中穿出导线一般有两种构造：照片所显示的构造，是从接线盒穿出的导线在施工现场直接与电源插头相连，这种结构比较适合于表面不通透的建筑物，因为仅外片玻璃是透明的；照片所显示的构造是导线从装置的边缘穿出，那样导线就隐藏在框架之间，这种结构比较适合于透明的外立面，从室内可以看见此装置。

3.2  光电幕墙的基本结构
　　光电模板安装在建筑幕墙（屋顶）的结构上则组成光电幕墙，一般情况下，建筑幕墙的立柱和横梁都是采用断热铝型材，除了要满足JGJ102规范和JG3035标准要求之外，刚度一般高一些为好，同时，光电模板要能够便于更换。

4  光电幕墙(屋顶)光电面积设计计算

4.1  光电幕墙(屋顶)一般电学结构
　　光学幕墙(屋顶)结构设计可按照玻璃工程技术规范(JGJ102)、建筑玻璃应用技术规程(JGJ113)等有关标准和规范进行,这里简介其电学设计。光电幕墙(屋顶)电学结构一般采用单路自然能——单蓄电池结构，

　　光电幕墙（屋顶）所产生的电能，经过输入电能变换器，转换成能蓄电池组要求的充电电压和充电电流，向蓄电池充电，蓄电池容量按用户要求的无太阳天气连续供电天数进行设计；输出电能变换器，将蓄电池组中的直流电能转换成负载要求的电压和电流及电能形式，向负载供电。有些国家由于光电幕墙（屋顶）发出电量，经过逆变器后可并入电网，可以不设蓄电池组，中国目前还做不到这一点，所以建议采用电池组。在阴雨天气或太阳光少的情况下，也能保证一段时间的连续供电，由于输入电能变换器和输出电能变换器互相独立，其设计更为容易，光能的波动对供电质量几乎没有影响。

4.2  光电幕墙(屋顶)产生电能的计算公式:
PS=H×A×η×K  ————————————（1）
PS——光电幕墙（屋顶）每年生产的电能（MJ/a）；
H——光电幕墙（屋顶）所在地区，每1㎡太阳能一年的总辐射能（MJ㎡/•a），可参照图3查取；
A——光电幕墙（屋顶）光电面积（㎡）；
η——光电电池效率，建议如下：
单晶硅：η=12%
多晶硅：η=10%
非晶硅：η=8%
K——参正系数；
K=K1•K2•K3•K4•K5•K6
各分项系数建议值如下：
K1——光电电池长期运行性能参正系数，K1=0.8；
K2——灰尘引起光电板透明度的性能参正系数，K2=0.9；
K3——光电电池升温导致功率下降参正系数，K3=0.9；
K4——导电损耗参正系数，K4=0.95；
K5——逆变器效率，K5=0.85；
K6——光电模板朝向修正系数，其数值可参考表4选取。
          光电板朝向与倾角的修正系数K6         表4
幕墙方向光电阵列与地平面的倾角
　　　　0°　　30° 60° 　90°
东　　　93%　　90% 　78% 　55%
南-东　　93%　　96% 　88% 　66%
南　　　93% 　100%　91% 　68%
南-西　　93%　　96% 　88% 　66%
西　　　93%　　90% 　78% 　55%

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