光電幕系統工程工作匯報

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隨著石化能源的逐漸枯竭，各國政府日益重視可再生能源的利用。近5年德國、西班牙、日本及美國等國家先后出臺了高價收購太陽能電力的政策，這些國家的光伏應用市場迅速增長。年全球光伏總裝機容量刷新記錄，達到2826MW，相對年增加62％。年世界各國光伏裝機容量占全球總量的比例見圖一。隨著國際光伏市場的迅速發展，國內光伏市場在不久的將來也會進入飛速發展階段。

一、光電幕墻系統技術簡介

光電幕墻是光伏建筑一體化（BIPV）的一種高端產品，一方面它是建筑的外圍護結構，需要達到建筑美學的要求，同時有承受遮風、擋雨、抵抗臺風與地震的能力；另一方面由于它有發電的功能，需要在其經歷各種復雜氣候環境變化后仍能正常工作；同時還需要考慮光伏發電的同時其對建筑功能可能造成的新影響。因此，成功的光電幕墻系統，不僅體現了光伏組件設計與生產的高水準，也體現了建筑幕墻技術的高水準。

光伏發電原理：太陽電池工作原理：光子照在P-N結內形成電子——空穴對，電子在P-N結內建電場的作用下向電池負極移動，經過外電路達到正極形成電流，見圖二所示。

并網光伏系統原理：并網光伏系統由光伏組件、并網逆變器、導線組成。白天光伏組件產生的電能經過并網逆變器轉換成交流電，直接輸送到電網。

獨立光伏系統原理：獨立光伏系統（交流負載）由光伏組件、控制器、蓄電池、逆變器、導線及負載組成。白天光伏組件產生的電能經過控制器儲存在蓄電池內，負載工作時逆變器將蓄電池的直流電轉換成交流電，提供給負載使用。系統原理如圖四所示。

二、南玻大廈光電幕墻系統工程簡介

南玻大廈位于南山區南海大道與工業六路交叉口，為南玻集團的總部大樓。建筑標高26.60米，此次建造的南玻大廈光電幕墻系統是在既有建筑幕墻的基礎上改建而成。光電幕墻面積為59平方米，安裝方位為南偏西45度，與地面垂直夾角為90度，光伏系統設計峰值功率：6.0kWp，其中約5.0kWp采用光伏并網方式接入大廈供電系統，約1.0kWp采用獨立發電給大廈前臺業績液晶電視機供電。工程全部采用6mm鋼化超白玻+EVA+電池片+EVA+6mm鋼化超白玻璃雙玻光伏組件。

三、電氣設備及數據顯示系統介紹

并網光伏系統配置1臺容量為6kW的并網逆變器及一個交流配電箱，配電箱含電度表、避雷器及空氣開關。

獨立光伏系統配置1臺48V100A控制器，一臺1KVA逆變器，4個12V200Ah蓄電池。設備如圖七右邊所示。

數據顯示系統由顯示軟件、一臺電腦主機及一臺液晶電視機組成。

四、設計要點

1.建筑效果方面。為保持原有建筑風格，從顏色與分格上作了充分考慮。如選擇顏色均勻的多晶硅電池片，克服了普通多晶硅電池的花斑效果與常用單晶硅電池片的深黑效果。選擇隱框構造及與同一立面玻璃幕墻相同的板塊分格。

2.組件選擇方面。為了做成隱框并達到抵抗地區的臺風要求，選用了雙面玻璃組件（6mm鋼化超白玻+EVA+電池片+EVA+6mm鋼化超白玻璃），為克服組件做成隱框時的密封性能與EVA類夾膠玻璃的低結構性能，專門設計了邊框構造。

3.幕墻構造方面。結合光電部位的剪力墻結構，采用開放式的雙層幕墻結構，即一層鋁板幕墻（原有部分），一層光電幕墻。光電幕墻不打密封膠，保持光伏組件良好通風，一方面解決了光伏組件由于溫度升高效率下降的問題，另一方面鋁板幕墻的隔熱作用保證了不會因為光伏組件的吸熱而增加建筑熱負荷。

4.系統設計方面。為增強示范效果，采用并網發電系統與獨立發電系統共存的方式，同時有利于收集兩種系統的運行數據，便于提高我們的系統設計水平。

5.系統展示方面。項目采用了數據自動采集、顯示系統，能將系統的運行參數直觀地顯示在電腦及液晶電視機上。

五、技術創新與專利申請

1.采用外循環的雙層幕墻型式，成功解決了地區幕墻應用光伏組件的散熱及建筑熱負荷增加的問題；

2.采用隱框雙玻組件，創建材型光伏組件應用先河，解決了與原建筑效果一致的問題；

3.采用新型的構造設計，解決組件密封、接線盒的隱蔽與EVA的在高溫與臺風作用下的結構受力問題；

4.采用單塊組件最大規格為2460X1160，面積2.85平方米，功率280W。為雙玻組件大板塊大功率國內幕墻應用首創；

5.采用并網系統與獨立系統共存，為首個兩套系統共存的光電幕墻工程，具有較強的展示與研究價值；

6.工程所用材料及器件全部實現國產化，為同類型光電幕墻先河。

7.采用了數據自動采集、顯示系統，能將系統的運行參數顯示在電腦及液晶電視機上。

六、系統運行情況

本光伏幕墻系統自投入運行起，系統運行穩定，各項技術參數均達到設計要求。月號早上8點到10：30更換并網系統市電接入點的配電箱，并網系統停機2個半小時。

七、數據分析

從月號到現在統計的運行數據來看：

并網系統夏季晴天及多云天氣平均每天發電7.2kWh，每1kWp組件每天的發電量為1.41kWh；陰雨天平均每天發電4.45kWh，每1kWp組件每天的發電量為0.873kWh。

獨立光伏系統最高每天發電15Ah（720Wh），負載最高每天用電15Ah。由于液晶電視機每天開的時間不一樣，獨立光伏系統每天消耗的電量及每天產生的電量都會有所變化，在此給出獨立光伏系統每天的發電量曲線圖沒有太大意義。從最高每天發電量就可以看出系統的供電能力，本獨立系統夏季每天的發電能力約為15Ah/day。

南玻大廈光電幕墻參數

地理位置：南山蛇口

幕墻標高：24.90米

幕墻型式：雙層幕墻

幕墻面積：59平方米

安裝方位：南偏西45度與地面夾角為90度

光伏系統峰值功率：6.0kWp

電池規格：156mmX156mm多晶硅

電池片數量：1908片

組件類型：雙玻組件，6mm鋼化超白玻璃+EVA+電池片+EVA+6mm鋼化超白玻璃

組件數量：36塊

組件規格：160W3塊100W18塊280W3塊240W12塊

系統類型：并網光伏系統（5095Wp）+獨立光伏系統(920Wp)

輸出電壓：并網：220VAC獨立供電：220VAC

輸出波型：正弦波

投入使用時間：年月

并網光伏系統日發電量預計：

年平均日發電量：7.49kWh

春季：6.80kWh夏季：6.6kWh秋季：8.67kWh冬季：7.9kWh

年發電量預計：2735kWh

使用壽命：25年

使用壽命內二氧化碳減排量：75噸

獨立光伏系統年平均日發電量約：16.7Ah（0.8kWh）