光伏幕墙 [浅析双层幕墙中的薄膜光伏与建筑围护结构融合技术]

　　摘要：使用薄膜光伏组件作为发电系统并将双层幕墙作为建筑的外围护结构的光伏双层幕墙，其很好的将光伏发电技术与热通道技术结合在了一起，具有十分明显的隔音，隔热，节能，装饰与围护等功能。而且还能够将太阳能转化为电能，更加环保，更加节能，体现了可持续发展，满足了现代建筑的新需要。本文通过对双层幕墙的介绍，详细的阐述了双层幕墙中的薄膜光伏与建筑围护结构融合技术的相关问题。
　　关键词：双层幕墙；薄膜光伏；建筑围护结构；建筑节能.
　　因为我国人口众多，所以我国的建筑物数量也是十分庞大。近年来，在全国能源消耗总量中，仅建筑能源的消耗就占到了45%，建筑节能已经成为一个全国性问题。要想更好的进行建筑节能，不但要利用好风能和太阳能等资源，还要从建筑的结构上减少热的损失，只有这样才能够更好的使建筑节能，获得最佳的经济效益。
　　一、双层幕墙技术
　　在建筑师的不断研究和开发下，短短几年的时间就革新了玻璃幕墙，开发出了智能玻璃幕墙。目前，这种只能玻璃幕墙还处在发展的初期阶段，造价昂贵且在技术上要求较高，但是它在建筑的节能工作上，却有着巨大的优势。智能玻璃幕墙的技术核心就是双层幕墙，它的内侧采用的是中空的玻璃，使用低辐射玻璃作为其内片，这样的结构可以在有效的抑制夏季中太阳投射的同时又避免了光污染的产生。其中间设置的是遮阳百叶，在夏天时将上端与下端的通风口打开，在热烟囱效应下，气流开始运动并带走通道内的大量热量从而使建筑物的温度下降；在冬天，随着阳光照射的温度的升高，建筑内的温度也会随之升高。通过其与储热结构与制冷系统的配合使用，可以有效的减少能源的消耗。
　　二、双层幕墙中的薄膜光伏
　　双层幕墙的主要组成部分分别是外侧的单层玻璃幕墙与内侧的中空玻璃幕墙。如果将外侧的单层玻璃换成可以将太阳能转化为电能的太阳能电池板，使建筑的立面维护结构与太阳能光伏系统有机的结合在一起，这就形成了双层幕墙中的薄膜光伏幕墙。
　　与其他太阳能电池相比，薄膜太阳能电池更加先进，造价更加低廉，并且薄膜光伏组件可以更好的适应现代现代建筑的结构。当前，非晶硅的太阳能电池正在逐步衰减，CdTe太阳能电池以及GaAs太阳能电池的制造技术均有了新的突破，这些情况都使得薄膜太阳能电池增强了自身的竞争性，更能满足市场的需要。
　　在进行光伏幕墙系统的设计时，首先要考察的就是建筑的立面围护功能。在不影响建筑的立面围护功能的前提下，要提高围护结构的保温性能与隔热性能，此外还要将接线盒、连接线以及旁路二线管等设施隐藏到双层幕墙的结构中去，使其对建筑的外观不产生影响，建筑可以保持原有的形态，使其与建筑物完美结合。
　　三、双层幕墙中的薄膜光伏与建筑围护结构融合技术
　　（一）加强气流运动的幕墙的结构
　　在建筑物的围护结构中，凡是在要求透明的地方，内侧一律采用中空的玻璃，其中间一律设置遮阳百叶。再不要求透明的地方，幕墙内侧均使用防火保温棉和防火板以及复合铝板，幕墙的中间设置遮阳百叶或布帘。这种设计形式，可以有效的隔绝噪音和多余的热量。根据季节的变化对热通道的风口方向做出相应调整，可以有效地加强室内的空气流动，加快能量的交换。
　　在实际生活中，如果有必要使热通道来承担室内全部或者是一部分的通风，那么通常会将外侧的幕墙设置成封闭状态，而内侧幕墙则会设置成开启式的，通过对上端与下端的进风口与排风口的调节，可以使通道内形成压力差，通过开启扇，可以在建筑物之内形成气流进行通风。通过管道来向通道送风为室内输送新风，实现一部分或者是全部的通风。
　　再进行通风换气时，主要依靠的是热通道，热通道再设计时要着重注意热通道的宽度与风口的设置。设计热通道的关键是找到最佳的空气层厚度，使结构具有最大的热阻。
　　（二）光伏发电
　　要是太阳能光伏发电能够更好的与建筑相结合，实现与建筑的一体化，就要很好的解决如下问题：太阳能资源情况调查，光伏幕墙的适宜性、所在地的气候条件等。这些问题集中表现为以下几点：1、温度。温度情况可以对太阳能光伏电池产生直接影响。具体变现为，温度越高阳能光伏电池的效率越低。所以对于温度过高的区域来说，必须要采取一定的降温措施来保证阳能光伏电池的工作效率。2、防风防雨等情况。作为建筑的围护结构的构件，光伏幕墙必须要适应所在地的气候条件，能够有效的抵御当地刮风下雨等情况。3、遮阳与采光。通常因为玻璃幕墙与光伏组件的结合，在幕墙上会形成不透明或是半透明的区域，因此使得光伏幕墙具有了一定的遮阳功能，同时，玻璃幕墙的透光性也因此得到了降低。这两者的结合，有利也有弊。此外，因为不同气候区域内的气候情况不同，所以建筑物对采光以及遮阳的需求也不相同。因此，在对光伏幕墙进行设计的时候，要充分考虑实际情况和实际需要，做出能够满足实际需要的设计。
　　（三）电池组件的选用
　　非晶硅薄膜电池与多晶薄膜电池在建筑的一体化设计中吗，占有十分有利的优势，宜采用和建筑的墙面、屋面以及玻璃幕墙相结合的非晶硅薄膜、多晶薄膜电池。在实际操作中，应依照地区，把太阳能电池板与房屋面向东、南以及西的墙面结合起来。根据建筑的实际情况，确定出合适的结构以及玻璃性能。依据抗风的需要来确定玻璃强度的情况。在建筑的光伏一体化设计中，必须要对光伏电池的性价比进行全面细致的研究，以选出最合适的光伏电池。
　　作为可以与建筑进行完美结合的光伏发电组，薄膜太阳能电池具有一些十分重要的特点：双层玻璃封装刚性薄膜太阳能电池可以根据实际需要，制作出不同的透光率，在一定程度上可以代替一部分玻璃幕墙。同时，因为柔性薄膜太阳能电池是以聚合物和不锈钢作为衬底，所以使其更加适用于建筑的屋顶等处的造型需要。薄膜太阳能电池除了外观简约美丽，发电性能优越的特点之外，还因为其应用了透明导电薄膜，使其能够很好的防止内部热能散失，同时还可以阻挡外部的红外线射线进入。在双层玻璃中间的特殊材料PVB能够有效地隔绝能量的传导，使其起到了low-e玻璃的功能。根据对其发展现状的研究，可以预测到在20年后，薄膜型太阳能电池将会占据整个太阳能电池的份额的百分之三十，甚至是高于百分之三十，这样的比重，使其和晶体硅太阳能电池不相上下，可以平分秋色了。
　　结束语：
　　融合了光伏发电技术与热通道技术的光伏双层幕墙，实现了热通道的调节换气通风功能，具有很强的隔音、隔热以及节能和装饰的功能，。光伏发电将太阳能转化为电能时，没有二氧化碳等有害气体的产生，不会加剧温室效应，且转化过程中没有噪音产生。光伏幕墙系统在设计时可以很好的兼顾建筑的立面围护功能，提高了建筑围护的隔热与保温性能。通过一定技术，将接线盒与连接线以及旁路二线管隐藏在了幕墙结构之中，使其避免了阳光的直射，免受了雨水的侵蚀，同时保证了建筑物的外观效果。
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