太陽(yáng)能光伏技術(shù)—或者說(shuō)太陽(yáng)能電池板—是世界上生產(chǎn)可再生能源最可靠的方法之一。這些技術(shù)使用光伏電池陣列，吸收陽(yáng)光并將其轉(zhuǎn)化為清潔、可用的電能。

    無(wú)論何時(shí)將光伏集成到項(xiàng)目中，第一步是確定系統(tǒng)的大小以及它將支持多少建筑能源。因此，與您的制造商討論您的項(xiàng)目位于何處、將接收多少陽(yáng)光以及建筑物的整體電力需求非常重要。你可能想問(wèn)自己一些額外的問(wèn)題:你更喜歡屋頂安裝系統(tǒng)，還是位于遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)或附屬建筑頂部的系統(tǒng)，以及電池應(yīng)該由單晶硅、多晶硅還是非晶硅制成。

為了幫助您為下一個(gè)項(xiàng)目選擇合適的光伏系統(tǒng)，我們概述了可用的選項(xiàng)，以及建筑師應(yīng)該考慮的一些與美學(xué)和性能相關(guān)的基本因素。

光伏系統(tǒng)

并網(wǎng)系統(tǒng) :并網(wǎng)系統(tǒng)僅在公用設(shè)施可用時(shí)運(yùn)行。由于公用事業(yè)中斷很少，這些系統(tǒng)通常會(huì)為建筑物所有者節(jié)省最多的費(fèi)用。但是，在停電的情況下，系統(tǒng)將關(guān)閉，直到電力恢復(fù)。并網(wǎng)系統(tǒng)的組件通常包括:

• 光伏組件: 這指的是將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的光伏電池的環(huán)境密封集合；最常見(jiàn)的光伏組件尺寸為5到25平方英尺
• 光伏陣列: 光伏陣列是以下各項(xiàng)的集合光伏板，通常包含四個(gè)或更多通過(guò)支柱連接在一起的光伏模塊。陣列是一個(gè)完整的發(fā)電單元，通常約為20至35平方英尺。
• 系統(tǒng)設(shè)備的平衡: 這指的是用于將太陽(yáng)能模塊集成到家庭的結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng)中的安裝和布線系統(tǒng)。
• DC交流逆變器:T 他將光伏陣列的DC能量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的交流能量，供建筑物使用。它的大小取決于建筑物的電力需求。
• 儀表:儀表顯示h 系統(tǒng)如何運(yùn)行，并能提供有關(guān)建筑物能源使用的信息。

遠(yuǎn)程系統(tǒng):遠(yuǎn)程系統(tǒng)包含電池形式的能量存儲(chǔ)，因此可以在公用事業(yè)中斷的情況下運(yùn)行。除了上面提到的組件，遠(yuǎn)程系統(tǒng)還包括電池、電池外殼、電池充電控制器和用于關(guān)鍵負(fù)載電路的獨(dú)立子面板。

美學(xué)

     將光伏系統(tǒng)安裝到建筑物上有多種選擇，無(wú)縫集成到建筑物組件中的系統(tǒng)也有新的機(jī) 會(huì)。要獲得更多視覺(jué)靈感，請(qǐng)查看Architizer的收藏捕捉光線:6個(gè)非凡的光伏立面。以下是一些最常見(jiàn)的選項(xiàng):

屋頂:這些光伏系統(tǒng)將發(fā)電太陽(yáng)能電池板集成在建筑結(jié)構(gòu)的屋頂上，通常是將光伏集成到設(shè)計(jì)中的最方便的方法之一。對(duì)于傾斜屋頂光伏系統(tǒng)可以安裝在屋頂表面的上方并與之平行，有幾英寸的距離用于冷卻目的。在次優(yōu)角度或平屋頂?shù)那闆r下，可以采用單獨(dú)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)優(yōu)化朝向太陽(yáng)的傾斜角度來(lái)提高能量性能。

當(dāng)整合屋頂光伏產(chǎn)品時(shí)，與您的制造商討論建筑將涉及的屋頂材料非常重要。較重的材料，如磚石，通常在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)成接近其承重能力的極限。在這些情況下，可能有必要在將安裝額外光伏系統(tǒng)的區(qū)域過(guò)渡到較輕的產(chǎn)品，如復(fù)合木瓦。

光伏遮光罩:這種選擇包括將光伏陣列部分或全部集成到一個(gè)結(jié)構(gòu)中，例如天井蓋或甲板罩。廣闊的無(wú)障礙空間，如停車場(chǎng)和其他室外區(qū)域，是這些類型系統(tǒng)的理想選擇。然而，總的來(lái)說(shuō)，這種安裝方式比屋頂安裝成本更高，需要更多的維護(hù)，因?yàn)樗鼈兛赡芨菀自谀K和線路上生長(zhǎng)植被和藤蔓。

建筑集成光伏(BIPV): 光伏系統(tǒng)用建筑集成模塊取代一些更傳統(tǒng)的光伏產(chǎn)品，允許以新的和美學(xué)上令人愉悅的方式集成節(jié)能系統(tǒng)。商用產(chǎn)品包括屋頂石板和豎縫金屬屋頂產(chǎn)品。

必須特別注意確保這些產(chǎn)品安裝正確，具有必要的防火等級(jí)，并且不會(huì)導(dǎo)致屋頂漏水。有關(guān)BIPVs的更多信息，請(qǐng)查看建筑師s案例研究:設(shè)計(jì)背后:太陽(yáng)能屋頂瓦是如何工作的和穆勒建筑師如何改變建筑一體化太陽(yáng)能電池板的面貌。

底片:光伏陣列可以通過(guò)定制模塊框架和背板的顏色來(lái)匹配建筑物的屋頂。黑色框架和黑色背板的模塊在視覺(jué)上與深色屋頂表面融為一體，而青銅框架可能非常適合粘土屋頂瓦或棕色木瓦或金屬。模塊也有框架和非框架兩種。

單元格顏色:單晶電池往往是黑暗和無(wú)光澤的，多晶電池看起來(lái)更閃亮，無(wú)定形電池更半透明。單晶電池也有金色、洋紅色、鋼藍(lán)色和深藍(lán)色，盡管這種顏色變化通常會(huì)導(dǎo)致較低的能量效率，從3%到4%不等。

表現(xiàn)效果

材料:光伏組件有多種材料和技術(shù)，它們的效率水平各不相同。如今，最常見(jiàn)的三種是單晶、多晶和薄膜非晶。

• 單晶:單晶面板是三種技術(shù)中最古老、最發(fā)達(dá)、最昂貴的。單晶由連續(xù)晶體結(jié)構(gòu)制成，可實(shí)現(xiàn)最高效的陽(yáng)光轉(zhuǎn)化率，平均效率為15%至20%。
• 多晶:在過(guò)去幾年中，多晶已經(jīng)成為住宅規(guī)模太陽(yáng)能電池板的主導(dǎo)技術(shù)，因?yàn)榕c單晶相比，多晶的生產(chǎn)方法更便宜。盡管多晶電池在過(guò)去被認(rèn)為是次等的，但現(xiàn)在它達(dá)到了與單晶電池非常相似的效率水平。
• 薄膜非晶:薄膜面板涉及到與單晶和多晶面板完全不同的技術(shù)。效率較低，這些系統(tǒng)占用更多的空間來(lái)產(chǎn)生相同的能量。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，薄膜非晶技術(shù)在弱光條件下，當(dāng)系統(tǒng)有部分陰影或有極端熱量時(shí)表現(xiàn)更好。目前的效率約為9%，預(yù)計(jì)未來(lái)十年薄膜技術(shù)將會(huì)有巨大的進(jìn)步。

建筑方向和位置:建筑物的方位和地理位置會(huì)影響光伏系統(tǒng)所能捕獲的陽(yáng)光量。最佳位置是那些接受更多陽(yáng)光的地方，如美國(guó)西南部，而最佳方向是朝南的，沒(méi)有植被或樹(shù)木等障礙物。

電力需求:了解建筑物的電力需求以及光伏系統(tǒng)應(yīng)在多大程度上滿足這一需求非常重要。如果可能，向您正在合作的光伏制造商提供詳細(xì)的布局。

模塊的大小和數(shù)量:大多數(shù)模塊通常為矩形，并有多種尺寸以適應(yīng)安裝區(qū)域。請(qǐng)務(wù)必說(shuō)明模塊的長(zhǎng)度和寬度，如果您不確定尺寸或總數(shù)，請(qǐng)告訴制造商安裝空間的面積和系統(tǒng)的總瓦數(shù)。

最大功率輸出:光伏組件和陣列的性能通常根據(jù)其在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的最大DC功率輸出來(lái)評(píng)定。由于這些條件并不總是表明光伏模塊和陣列將如何在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，因此重要的是要認(rèn)識(shí)到安裝后的性能可能僅為STC額定值的85%至90%。

跟蹤系統(tǒng):低成本安裝機(jī)架往往是固定的，但是，您也可以選擇全天跟蹤太陽(yáng)的手動(dòng)和自動(dòng)機(jī)架，以增加系統(tǒng)的功率輸出。

個(gè)案研究

捕捉光線:6個(gè)非凡的光伏立面

如今，隨著集成光伏或光伏建筑的發(fā)明，這一切都在改變。這種新型太陽(yáng)能電池板被直接整合到建筑外殼中。光滑的面板成為令人興奮的新設(shè)計(jì)元素，自豪地展示給所有人看。我們現(xiàn)在也有技術(shù)來(lái)建造BIPV幕墻，由透明或半透明的光伏玻璃組成，它不僅用陽(yáng)光填充室內(nèi)，還利用陽(yáng)光發(fā)電。由于這些創(chuàng)新和公眾對(duì)清潔能源日益增長(zhǎng)的欣賞，光伏立面終于迎來(lái)了陽(yáng)光時(shí)刻。

穆勒建筑師如何改變建筑集成光伏的面貌

哥本哈根國(guó)際學(xué)校經(jīng)過(guò)米勒建筑師事務(wù)所是許多美好的事物，但也許最引人注目的是，它是意愿和遠(yuǎn)見(jiàn)的架構(gòu)。該項(xiàng)目的正面被超過(guò)12，000塊太陽(yáng)能瓦包裹，大大超出了碳中和的范圍，同時(shí)證明了建筑可以拒絕沉悶的美學(xué)，而建筑師通常將這種美學(xué)與建筑集成光伏聯(lián)系在一起。具有深刻的教學(xué)意義，這所學(xué)校不僅是學(xué)生的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，也是更廣闊世界不可或缺的資源。