太陽能光伏技術(shù)—或者說太陽能電池板—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，吸收陽光并將其轉(zhuǎn)化為清潔、可用的電能。

    無論何時將光伏集成到項目中，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目位于何處、將接收多少陽光以及建筑物的整體電力需求非常重要。你可能想問自己一些額外的問題:你更喜歡屋頂安裝系統(tǒng)，還是位于遮陽結(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項目選擇合適的光伏系統(tǒng)，我們概述了可用的選項，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)施可用時運(yùn)行。由于公用事業(yè)中斷很少，這些系統(tǒng)通常會為建筑物所有者節(jié)省最多的費用。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: 這指的是將陽光轉(zhuǎn)化為電能的光伏電池的環(huán)境密封集合；最常見的光伏組件尺寸為5到25平方英尺
• 光伏陣列: 光伏陣列是以下各項的集合光伏板，通常包含四個或更多通過支柱連接在一起的光伏模塊。陣列是一個完整的發(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，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，無縫集成到建筑物組件中的系統(tǒng)也有新的機(jī) 會。要獲得更多視覺靈感，請查看Architizer的收藏捕捉光線:6個非凡的光伏立面。以下是一些最常見的選項:

屋頂:這些光伏系統(tǒng)將發(fā)電太陽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)計中的最方便的方法之一。對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，可以采用單獨的結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化朝向太陽的傾斜角度來提高能量性能。

當(dāng)整合屋頂光伏產(chǎn)品時，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結(jié)構(gòu)中，例如天井蓋或甲板罩。廣闊的無障礙空間，如停車場和其他室外區(qū)域，是這些類型系統(tǒng)的理想選擇。然而，總的來說，這種安裝方式比屋頂安裝成本更高，需要更多的維護(hù)，因為它們可能更容易在模塊和線路上生長植被和藤蔓。

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，并且不會導(dǎo)致屋頂漏水。有關(guān)BIPVs的更多信息，請查看建筑師s案例研究:設(shè)計背后:太陽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能電池板的面貌。

底片:光伏陣列可以通過定制模塊框架和背板的顏色來匹配建筑物的屋頂。黑色框架和黑色背板的模塊在視覺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光澤的，多晶電池看起來更閃亮，無定形電池更半透明。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，可實現(xiàn)最高效的陽光轉(zhuǎn)化率，平均效率為15%至20%。
• 多晶:在過去幾年中，多晶已經(jīng)成為住宅規(guī)模太陽能電池板的主導(dǎo)技術(shù)，因為與單晶相比，多晶的生產(chǎn)方法更便宜。盡管多晶電池在過去被認(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)占用更多的空間來產(chǎn)生相同的能量。一個優(yōu)點是，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表現(xiàn)更好。目前的效率約為9%，預(yù)計未來十年薄膜技術(shù)將會有巨大的進(jìn)步。

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

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。請務(wù)必說明模塊的長度和寬度，如果您不確定尺寸或總數(shù)，請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)測試條件下的最大DC功率輸出來評定。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)場運(yùn)行，因此重要的是要認(rèn)識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的手動和自動機(jī)架，以增加系統(tǒng)的功率輸出。

個案研究

捕捉光線:6個非凡的光伏立面

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)計元素，自豪地展示給所有人看。我們現(xiàn)在也有技術(shù)來建造BIPV幕墻，由透明或半透明的光伏玻璃組成，它不僅用陽光填充室內(nèi)，還利用陽光發(fā)電。由于這些創(chuàng)新和公眾對清潔能源日益增長的欣賞，光伏立面終于迎來了陽光時刻。

穆勒建筑師如何改變建筑集成光伏的面貌

哥本哈根國際學(xué)校經(jīng)過米勒建筑師事務(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)見的架構(gòu)。該項目的正面被超過12，000塊太陽能瓦包裹，大大超出了碳中和的范圍，同時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)場所，也是更廣闊世界不可或缺的資源。