光伏幕牆建設（shè）技術要點（diǎn）分析
隨著全球氣（qì）候變化的加劇和“雙碳（tàn）”目標的提出，建築光伏一體化（BIPV）技術作為一種綠色建築解決（jué）方案，正（zhèng）逐漸成為（wéi）行業關注的焦點。光伏幕牆（qiáng）作（zuò）為BIPV技術的重要組成部分，不僅具有美（měi）學價值，還能（néng）有效（xiào）實現（xiàn）太陽（yáng）能發電（diàn），降低建築能耗。本文從光伏幕牆的形式（shì）選擇、分格設計（jì）、傾角優化、陰影遮擋、發電量計算、構造設（shè）計等方麵，對光伏幕（mù）牆建設技（jì）術要點進行分析，為（wéi）BIPV行業和光伏幕牆（qiáng）行業人士提供參考。
▲ 采用碲（dì）化鎘透光發電（diàn）玻璃的光伏（fú）幕（mù）牆
光伏幕牆的形式選擇
根據建築造型特點、使用功能（néng）需求，光伏幕牆形式選（xuǎn）用的優先級也有區別。從（cóng）透光效果及美觀度方（fāng）麵考慮，碲化鎘薄膜發電組件一般優於晶矽組件。對常（cháng）見建築類型的光伏幕牆的可行性與優先級分析如下：1、住宅建築中，南立麵由於窗戶較多，實牆麵小而（ér）分散，優先設置透光（guāng）的光伏欄杆。山（shān）牆麵實（shí）牆麵積較大（dà），優先（xiān）安裝不（bú）透光或（huò）者仿建材光伏產品，經濟型較高的大麵幕牆。2、大型商業建築中，建築的采光主要靠內部照明，自（zì）然采光的重要性比住宅建築要低一些（xiē），立麵多為玻璃（lí）幕牆（qiáng）或（huò）大麵積的實牆麵，玻璃幕牆考慮透光的大麵（miàn）幕（mù）牆，實牆（qiáng）麵考慮不透光的大麵幕牆。不能忽略（luè）的是商業建築通常會設置大麵積的采光頂，可考慮透光的光伏采光頂。3、辦公建築中，主要使用空間對（duì）采光要求較高，而輔助空間采光要求不高（gāo），考慮立麵效果統一，這些空間（jiān）對應的幕牆可（kě）用於安（ān）裝透光（guāng）的光伏組件。在建築的層間可設置不透光的光伏組件，此外，辦公建築對遮陽有一定要求（qiú），可結合遮陽功能，設置外置光伏（fú）遮（zhē）陽構件。4、文化建築中，建築形體（tǐ）整體性較強，立（lì）麵元素（sù）較為規整（zhěng），多為大麵積牆麵或（huò）玻（bō）璃幕牆；而室內采光主要靠電氣照明解決，對自然采光的要求稍低（dī），因（yīn）此可充分利用立麵資源安裝不透光大麵幕牆。
分格設計（jì）
光伏（fú）幕牆的分格設計需考慮光伏組件的尺寸和加工工藝。由於光伏組件尺寸並非強製規定，每個廠家（jiā）的標準組件尺寸可能存在差異（yì），因此設計時需先獲取（qǔ）待使用組件的尺寸。建議幕牆分格尺寸按照廠家的標準組件尺寸設（shè）計，以避免加工定製帶來（lái）的工期延誤（wù）和成（chéng）本增加。現在光伏幕牆（qiáng）大多采用碲化鎘薄膜光伏發電玻璃（lí）。現階段，行業標準（zhǔn）薄膜組件的尺寸（cùn）為1200mmx600mm（未來會有更大尺寸產品下線）。小於1200mmx600mm的尺（chǐ）寸（cùn）可以通過裁切獲得，大於1200mmx600mm的尺寸，則發電基板玻璃需要拚接（jiē），例如想獲（huò）取1500mmx800mm的組件（jiàn），則可以選（xuǎn）用3部分800mmx500mm的發（fā）電薄膜（mó）拚接獲得。因為（wéi）工藝要求限製，拚接位置往往會有一道拚縫。所以，在項（xiàng）目設（shè）計階段，務必與光伏組件廠（chǎng）家溝通交流。
▲ 透光碲化鎘光伏幕牆的應用效果
傾角優化
光伏幕牆的傾角優化是確保發（fā）電效率的關鍵。設計時需平衡光（guāng）伏組（zǔ）件接收太陽輻（fú）射量和建築整體效果的（de）關係。在（zài）北半球，光伏組件朝南時能獲（huò）得最大的太陽輻射量。傾斜角對光伏組件接收太陽輻射量的影（yǐng）響非常大，傾斜角為90度時的太陽輻射值僅為（wéi）最佳傾斜角度的70%。因此，在光伏幕（mù）牆設計中（zhōng），對於層間幕牆、光伏采光頂、光伏遮陽（yáng）構建等可以調節傾（qīng）斜角度的（de）項目，盡可能設計成最佳傾斜角度使光伏組（zǔ）件獲得最大的光照輻射量。最佳（jiā）傾角的獲（huò）得可通過專業軟件（jiàn）如PVsyst進行計算，根據組件在不同傾角下年平均太陽輻（fú）射量來確定。
避免陰影遮（zhē）擋
陰影遮擋會（huì）嚴重影響光伏組件的發（fā）電效（xiào）率，甚至（zhì）導致組件損壞。因此，在光伏幕牆設計時需充分考慮陰影遮（zhē）擋問題。對於受陰影（yǐng）影（yǐng）響較大的場景，多選用碲化鎘薄膜（mó）發電玻（bō）璃，因其電流密度較小，陰影（yǐng）遮擋的影響（xiǎng）較（jiào）小，安全性更高。陰影分析的工具非常多，國內外大部分的軟件隻能分析（xī）屋麵，或者地麵電站的陰影遮擋（dǎng），建築立麵的的複雜陰影分析可以采用Solar PV軟件。另外（wài），要充分考慮光伏幕牆的（de）清洗方（fāng）案，及時清（qīng）理光伏發電麵板表麵的鳥糞、樹葉、灰塵等。
發電量計算
發電量是（shì）評估光伏幕牆係統性能的重要指標。發電量計算需考慮水平麵太陽能總輻射量、組件（jiàn）安裝容量（liàng）和綜（zōng）合效率係數等因素。綜合效率係數包括光（guāng）伏組件類型（xíng）修正係數、光伏方（fāng）陣的傾角、方位（wèi）角修正係數、光伏發電係統可用率、光照利用（yòng）率、逆變器效率、集電線路損耗、升壓變壓器損耗、光伏組件表麵汙染修正係數、光伏組件轉換效（xiào）率修正係數等。設計時可通過專業軟件進行發電量計算，確保係統發電效率滿足設計要求。
綜合效率係數K包括：光伏組件類型修正係數、光（guāng）伏方陣的傾角、方位角修正係數、光伏發電係統可用（yòng）率、光（guāng）照利用率、逆變器效率、集電線（xiàn）路損耗、升壓變壓器損耗、光伏組件表麵汙染修正係數、光（guāng）伏組件轉換效率修正係數（shù）。
水平麵太陽能總輻射量可（kě）以去氣象站購買，也可（kě）以通過專業的（de）氣象軟（ruǎn）件模擬，如（rú）NASA，Solargis，Meteonorm等。對於沒有軟件的人員，可以通過整理好的經（jīng）驗（yàn）表格（gé）進（jìn）行粗略查詢。
綜合效率（lǜ）係數與很多參數有關，一般通過專業軟件（jiàn）計算，在發電量估算時，光伏（fú）方陣（zhèn）傾角之外的係數可以按照（zhào）80%-82%取值。因為光伏幕牆角（jiǎo）度變化較大，光伏方陣傾角係數需單獨考（kǎo）慮。以浙江地區為（wéi）例，從圖5可以粗估，90°立麵的幕牆損失量大概在40%左右。也可以通過Perez模型、HDKR模型或者Hay模型計算傾斜麵太陽輻射量。
構造設計
光伏幕牆的構造設計需滿足（zú）普通幕牆（qiáng）設計的要求，同（tóng）時在避位（wèi）、布線、調節麵板角度等方麵還需滿足光伏（fú）係統的特殊要求。避位設計時需避開光伏組件（jiàn）的接線盒，避免幹涉；布線（xiàn）設計時需考慮隱藏線（xiàn）纜，保持幕牆的美觀性；調節麵板角度設計時需考慮異形建（jiàn）築的（de）需求，設置可旋轉（zhuǎn）的（de）鋁合金附框轉接框等（děng）。
光伏幕牆建設技術要點涉及多個方麵，包括形式（shì）選擇、分格設計、傾（qīng）角優化、陰影遮擋、發電量計算、構造設計等。在設計（jì）過程（chéng）中需綜合考慮建築造型特點、使用功能需求、太陽輻射量、陰影遮擋（dǎng）等因素，確保光伏幕牆係統既美觀又高效。隨（suí）著綠色建築（zhù）和可持續發展理念的深入人心，光伏幕牆作為一種創新型的建築集（jí）成太陽能解決方案，其市場前景廣闊，將（jiāng）成（chéng）為未來建築（zhù）行業的重要組成部分。
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