光伏建筑一体化(BIPV)在工业厂房的应用分析

光伏建筑一体化(BIPV)在工业厂房的应用分析

夏菁  陈健

中国建材国际工程集团有限公司 上海市 200000

摘要：光伏应用经济一体化在应用过程中具有额外的发电收益、节省建筑应用成本等优势，因此在工业厂房修建过程中经常会应用到光伏建筑一体化这一内容，针对厂房的屋顶、幕墙以及玻璃系统进行全面的处理和调整。基于以上理念，本文接下来针对光伏建筑一体化在工业厂房中的应用情况进行分析。希望本文的论述能够带给工业厂房设计人员一些帮助。

关键词：工业厂房；光伏建筑一体化；设计要点；应用范围

引言：光伏建筑一体化这一技术在开展过程中，主要是将太阳能发电产品，应用于建筑上方，在实际的应用过程中不会占据建筑的面积，也能够有效提高建筑整体的美观性以及使用性能。同时，在光伏建筑一体化应用期间，能够减少工业厂房应用过程中的能耗。因此，该项技术广泛的应用于我国厂房以及各类建筑的修建过程中，具有节能减排、隔热降温的优势。

一、光伏建筑一体化（BIPV）概述

光伏建筑一体化是一种将太阳能发电产品集成到建筑上的技术。在建筑构建过程中，运用光伏建筑一体化理念，主要会将太阳能光伏发电的方阵安装在建筑的周围，由此让建筑在日常应用过程中能够通过光伏发电方阵来吸收太阳能，从而为建筑的日常应用提供一定的能量。现阶段，光伏建筑一体化可以分为以下两类：光伏方阵与建筑的结合、光伏方阵与建筑屋面的结合。由于光伏方阵与建筑的结合，不占用额外的地面空间[1]。因此，在新时代下，各建筑在构建过程中经常会选取这一类方式，既能够提高建筑的应用效能，也能够有效的减少能源的耗费。现阶段建筑能耗在我国整体能源消耗中占据极大的比例，因此光伏建筑一体化的实际应用能够有效的改善现阶段的资源耗费情况，为建筑行业的可持续发展提供一定的助力。

二、光伏建筑一体化（BIPV）在工业厂房中的设计要点

（一）火灾隐患

光伏系统在运行过程中火灾发生的主要因素为高压直流电弧，整合以往的火灾发生因素进行分析，该项因素占据屋顶分布式光伏发电火灾因素的45%。因此在设计工业厂房期间，需要针对这一火灾隐患进行重点的规划，有效的分析。设计人员可以参考《光电建筑技术应用规程》这一文件。针对文件中所论述的直流线路设计要求以及设计情况进行分析，由此确保直流系统的电压在80V以下。同时，为减少高压直流电弧所引发的火灾隐患问题，在设计过程中需要提高，光伏系统的电弧发生检测能力，使得光电建筑结构与光伏系统之间保有独立的断开装置。

（二）散热性能

光伏建筑一体化在应用过程中，主要依托于太阳能组件，由此吸收太阳能的能量进行有效的转化。在此期间，工业厂房上方的太阳能组件会产生一定的热量，如果在设计过程中没有考量到通风措施的应用效果，就会到太阳能组件所产生的热量进入到室内，由此造成耗能与节能之间的矛盾。另外，在太阳能组件的温度较高后，极易使得光伏的发电效率，随着温度的升高而逐渐降低。因此，在进行工业厂房光伏建筑一体化设计工作时，必须要考量到太阳能组件的整体散热性能，通过气楼、无动力风机等设计有效的构建相应的散热通道，从而在太阳能组件运行过程中有效的利用空气的对流减少热量，全面解决光伏建筑一体化的散热问题。

（三）运维效果

光伏建筑一体化产品相较于传统的分布式光伏组件而言，在运维模式上有一定的差异。现阶段，光伏建筑一体化的相应设备以及具体组件与建筑物是紧密结合在一起的，在后续的应用过程中无法进行各部位的直接拆除以及有效更换。因此，在设计期间，工作人员必须要考量到光伏建筑一体化相关设备后期的检修以及维护工作。在此情况下，就可以合理设计相应的检修通道，兼顾检修的方便性以及屋面功能和结构的稳定性。同时，为减少检修的次数，保证光伏建筑一体化，相关设备的有效运行，在材料采购以及安装过程中，可以选取更为优质可靠的组件。

三、光伏建筑一体化（BIPV）在工业厂房中的应用范围

（一）BIPV屋顶系统

在工业厂房中，应用光伏建筑一体化可以有效应用太阳能发电技术，由此构建光伏建筑一体化的屋顶系统。在该施工环节开展过程中，主要会应用到太阳能瓦这一产品。在施工人员布置太阳能瓦期间，不需要进行支架的安装，因此在整体的施工过程中不会对于建筑的面积以及地面面积造成一定的影响和占用[2]。在建设屋顶系统期间，主要的实现形式是向单晶硅或者多晶硅的太阳能电池直接放在瓦状的光伏电池板上进行有效的封存。在封存之后，会将太阳能瓦片铺设在工业厂房的房顶上方，由此使得太阳能瓦与普通的瓦片融为一体。在工业厂房屋顶系统设置过程中，如果周边环境对于瓦片的反光情况有所规定，工作人员则可以在太阳能瓦片上铺设反光板，减少工业厂房房顶上方的光污染情况。

（二）BIPV光伏幕墙

在工业厂房也用光伏电筑一体化时，也会涉及到光伏幕墙这一结构。工作人员可以采用光伏组件作为建筑的玻璃幕墙，由此保证建筑原有功能的情况下，极大的提高建筑整体的安全性以及美观性。光伏幕墙的设置能够保证建筑应用过程中部分电能的使用需求，尤其是在供暖的季节，光伏幕墙会产生一定的热空气，由此减少建筑的热负荷情况。光伏幕墙构件过程中包含有一定的光伏组件，组件内部的水循环能够有效降低光伏幕墙的温度，很好的解决了散热这一问题，保证光伏幕墙在应用期间能够保有较强的运行效能。

（三）BIPV光电玻璃系统

太阳能光电玻璃系统在工业厂房中的应用较为广泛，主要的实现方式为封装单晶硅和多晶硅太阳能电池片夹在两片透明的钢化玻璃内部。由于玻璃的透明性，在太阳直射过程中能够很好的提供相应的能量，使得单晶硅以及多晶硅的太阳能电池片得到相应的能量补充。光电玻璃系统在应用过程中不会占据建筑的面积，同时也能够起到很好的美化效果。当光电玻璃系统在实际的应用期间也存在一定的不足，由于光伏电池是通过单体封装的形式进入到两片钢化玻璃内部，因此如果钢化玻璃在后期的应用过程中出现不透明的情况，就会很大程度的影响隔离整体的透光效果，光伏电池的能量吸收情况就无法保证。

结束语：综上所述，在工业厂房修建过程中，应用光伏建筑一体化技术能够减少电价的投入，降低能源的消耗，有利于工业厂房运行过程中的节能投资以及造型美观性。在光伏建筑一体化应用于工业厂房期间，相关工作人员可以针对屋顶系统，光伏幕布以及光电玻璃系统进行，深入的分析由此提高工业厂房的成本收益，减少能源的浪费，促进工业厂房的可持续性发展。

参考文献：

[1] 陈楠.光伏建筑一体化(BIPV)在绿色建筑中的应用研究分析[J].  2020.

[2] 周梓僮,胡昂.攀枝花地区太阳能光伏建筑一体化(BIPV)应用现状及前景分析[J].四川建筑, 2022(042-001).