太陽能光伏發(fā)電系統是利用光伏電池板直接將太陽能輻射轉化為電能的系統，主要由太陽能電池板、電能儲存部件、控制器、電力電子轉換器、負荷等部件構成。光伏發(fā)電系統根據運行方式可分為獨立運行的光伏發(fā)電系統和并聯網運行的發(fā)電系統兩類。

2光伏建筑系統設計

2.1設計原則

(1)建筑美學原則:BIPV是建筑物的一部分，整個系統必須滿足人們對建筑審美的要求

(2)建筑智能原則:BIPV系統必須同時滿足作為相應建筑物部件承擔的保護、受力、隔熱、防水、采光、遮陽等建筑功能

(3)最大電力輸出原則:光電轉換是BIPV系統的另一個重要功能。設計者在保證BIPV系統實現建筑屬性的同時，也必須考慮如何最大化光伏發(fā)電系統的電力輸出

(4)BIPV系統的穩(wěn)定性、可維護原則:BIPV系統必須在設計的生命周期內保證安全穩(wěn)定的運行。

2.2光伏建筑系統設計

(1)當地氣象參數的收集。在BIPV設計過程中，場所、氣候、緯度、平均日照、平均溫度、降水量、濕度、浮塵量、風荷和地質條件都會影響光伏一體化城市建筑的經濟性。

(2)因此，在設計之前，地氣象數據資料。

(3)負荷狀況分析。負荷的計算是獨立太陽能發(fā)電系統設計的重要內容之一。

(4)光伏板最佳傾斜角的設計。在光伏系統的設計中，光伏板的安裝形式和安裝角度對光伏板能夠接受的太陽輻射量和光伏供電系統的發(fā)電能力有很大影響。

(5)光伏系統總功率的概算。構成光伏陣列時，為了獲得適當的輸出功率，必須串聯或并聯單個電池。根據負荷用電量、電壓、電力、光照狀況，確定光電池的總容量和光電池板的串、并聯數。

2.3光伏建筑的重要技術

(1)設置場所。根據理論研究和實際運行，屋頂是PV的最佳安裝點，其次是房屋的南立面。南立面的最佳發(fā)電時間是冬天，最差的是夏天。東西立面的發(fā)電量只有屋頂的1/3左右。光伏陣列的傾斜角和方向角對其性能也有重要影響。角度設置主要取決于當地緯度(有時設置角度與當地緯度不一致，需要測量決定)、斜面輻射強度和負荷的電力需求。BIPV陣列的朝向和屋面的傾斜限制了其傾斜角和方向角。

(2)遮擋因素。對于晶體硅光伏電池，小隔板會導致大功率損失，隔板對薄膜電池的影響要小得多。建筑師在設計PV系統時，必須計算屏蔽因素對輸出的影響。因為不同的屏蔽方式會產生不同的輸出效果。建筑師需要精心設計PV組件的布局，使PV建材框架設計最佳，使環(huán)境建筑對BIPV的影響最小化。

(3)通風設計。為了保證充電電壓，在設計光伏發(fā)電系統時，必須考慮各種因素引起的光伏電池方陣的電壓下降量，確定光伏電池組件的串、并聯方式和方陣的配置形式。其中，電壓下降的主要因素是組件的溫度上升。光伏電池組件接收太陽能后，其中一部分直接轉換為電能輸出，其馀部分轉換為熱能向環(huán)境散發(fā)，因此電池組件開始工作后幾分鐘內溫度上升，一般維持在50℃左右。通風不良時，光伏電池組件的背面溫度達到80℃以上，直接影響太陽能電池的輸出電壓和轉換效率(溫度每上升1℃，光伏電池的能量轉換效率下降0.5%左右)[3]。因此，通風設計是BIPV的重要因素。BIPV系統(包括光伏電池組件、枕木、角鋼、防雨保溫板等組成部分)合理的建筑設計和安裝方式，可以達到良好的通風、冷卻效果。

3結語

太陽光一體化城市建筑技術和成本取得突破性進展，徹底消除使用障礙，太陽光一體化城市建筑綠色電能取代傳統火力電能，引領新能源革命。因此，我們必須要把發(fā)展太陽能光伏一體化城市建筑新能源作為應對危機的重要措施，還要把太陽能光伏一體化城市建筑新能源提高到國際競爭戰(zhàn)略的高度。光伏一體化城市建筑BIPV是一項綜合工程，成功的BIPV需要從最初的方案構想精心策劃，考慮建筑物周邊環(huán)境、建筑美學、整體效果、投資規(guī)模等，需要建筑、結構、電氣等多個專業(yè)的共同努力和合作。