設(shè)計BIPV系統(tǒng)的步驟
BIPV系統(tǒng)應(yīng)采用節(jié)能設(shè)計技術(shù),并仔細選擇和指定設(shè)備和系統(tǒng)。它們應(yīng)該從生命周期成本的角度來看待,而不僅僅是最初的第一成本,因為總成本可能會因它們所取代的建筑材料和勞動力的避免成本而降低。BIPV系統(tǒng)的設(shè)計考慮因素必須包括建筑物的使用和電氣負(fù)載,其位置和方向,適當(dāng)?shù)慕ㄖ桶踩?guī)范以及相關(guān)的公用事業(yè)問題和成本。
1.仔細考慮應(yīng)用節(jié)能設(shè)計實踐和/或節(jié)能措施,以減少建筑物的能源需求。這將提高舒適度并節(jié)省資金,同時也使給定的BIPV系統(tǒng)能夠為負(fù)載提供更大的百分比貢獻。
2.在公用事業(yè)交互式光伏系統(tǒng)和獨立光伏系統(tǒng)之間進行選擇:
(1)絕大多數(shù)BIPV系統(tǒng)將連接到公用電網(wǎng),使用電網(wǎng)作為存儲和備份。系統(tǒng)的大小應(yīng)滿足所有者的目標(biāo) - 通常由預(yù)算或空間限制定義;而且,逆變器的選擇必須了解公用事業(yè)的要求。
(2)對于那些僅由光伏供電的“獨立”系統(tǒng),系統(tǒng)(包括存儲)的尺寸必須滿足建筑物的峰值需求/最低功率生產(chǎn)預(yù)測。為了避免光伏/電池系統(tǒng)因異?;蚺紶柕姆逯地?fù)載而過大,通常使用備用發(fā)電機。這種系統(tǒng)有時被稱為“光伏發(fā)電機組混合動力”。
3.移峰:如果峰值建筑負(fù)荷與光伏陣列的峰值功率輸出不匹配,則經(jīng)濟上可能適合將電池納入某些并網(wǎng)系統(tǒng)以抵消最昂貴的電力需求期。該系統(tǒng)還可以充當(dāng)不間斷電源系統(tǒng)(UPS)。
4.提供足夠的通風(fēng):工作溫度升高會降低光伏轉(zhuǎn)換效率。晶體硅光伏電池比非晶硅薄膜更真實。為了提高轉(zhuǎn)換效率,請在模塊后面允許適當(dāng)?shù)耐L(fēng)以散熱。
5.使用混合光伏-太陽能熱系統(tǒng)進行評估:作為優(yōu)化系統(tǒng)效率的一種選擇,設(shè)計人員可以選擇捕獲和利用通過加熱模塊開發(fā)的太陽能熱資源。這在寒冷的氣候下對于預(yù)熱進入的通風(fēng)補充空氣很有吸引力。
6.考慮整合采光和光伏收集:使用半透明薄膜模塊,或在兩層玻璃之間具有定制間隔單元的晶體模塊,設(shè)計師可以使用PV在立面,屋頂或天窗光伏系統(tǒng)中創(chuàng)建獨特的采光功能。BIPV元件還有助于減少與大面積建筑玻璃相關(guān)的不必要的冷卻負(fù)荷和眩光。
7.將光伏組件整合到遮陽設(shè)備中:光伏陣列被設(shè)想為建筑物的視玻璃區(qū)域的“眉毛”或遮陽篷可以提供適當(dāng)?shù)谋粍诱陉枴.?dāng)遮陽篷被視為集成設(shè)計方法的一部分時,冷水機組容量通常更小,周邊冷卻分布減少甚至消除。
8.針對當(dāng)?shù)貧夂蚝铜h(huán)境的設(shè)計:設(shè)計人員應(yīng)了解氣候和環(huán)境對陣列輸出的影響。寒冷、晴朗的日子會增加發(fā)電量,而炎熱、陰天會減少陣列輸出;
(1)將光反射到陣列上的表面(例如,雪)將增加陣列輸出;
(2)陣列必須針對潛在的雪荷載和風(fēng)荷載條件進行設(shè)計;
(3)正確角度的陣列將相對較快地減輕雪荷載;和
(4)在干燥、多塵的環(huán)境中或具有重工業(yè)或交通(汽車、航空)污染的環(huán)境中的陣列將需要清洗以限制效率損失。
9.解決場地規(guī)劃和定位問題:在設(shè)計階段的早期,確保您的太陽能電池陣列將獲得最大的陽光照射,并且不會被附近的建筑物或樹木等場地障礙物遮擋。特別重要的是,在太陽能中午兩側(cè)的三個小時組成的太陽能收集高峰期,系統(tǒng)完全沒有陰影。陰影對光伏陣列的影響比陰影的足跡對電收獲的影響要大得多。
10.考慮陣列方向:不同的陣列方向會對系統(tǒng)的年能量輸出產(chǎn)生重大影響,傾斜陣列比垂直立面多產(chǎn)生50%-70%的電力。
11.減少建筑圍護結(jié)構(gòu)和其他現(xiàn)場負(fù)荷:盡量減少BIPV系統(tǒng)所承受的負(fù)載。盡可能采用采光、節(jié)能電機和其他降峰策略。
12.專業(yè)人士:BIPV的使用相對較新。確保參與項目的設(shè)計、安裝和維護專業(yè)人員在光伏系統(tǒng)工作方面經(jīng)過適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)、許可、認(rèn)證和經(jīng)驗。
原標(biāo)題:光伏建筑一體化(BIPV)的設(shè)計