光伏系统可与建筑和谐共赢

□ 张晓宝

光伏系统可与建筑和谐共赢。在建筑光伏的应用中，影响建筑设计主要部分是光伏组件，另外还需要一定的内部空间，比如说汇流箱、配电柜等需要一些室内空间；再有和建筑的连接，需要支撑和连接系统；从安全角度来看，要有防雷接地系统的要求。日前，在第五届中国“光伏+”创新发展论坛上，国家住宅工程中心太阳能建筑技术研究所总建筑师曾雁表示。

曾雁说，建筑是人类使用的一个空间，在建造中要了解建筑的基本要素。首先是建筑功能，是建筑物的使用目的和人的使用需求，要满足在物质和精神等方面的需求；其次是建筑技术，主要包括材料技术、结构技术、施工技术以及运营维护过程中等方面的技术；再次是建筑形象，也就是建筑艺术——通过空间、色彩、材质等按照美学规律表现，供人们去欣赏。除了这些基本要素之外，古罗马的建筑师还提出三大基本原则，即建筑必须坚固、适用、美观。

针对在建筑上安装的主要形式和位置，曾雁表示，首先是在屋面上安装，一种是常见的坡屋面镶嵌式安装，将电池组件作为建筑材料替代建筑屋面部分原有的建筑材料安装上去，要求组件是建材型的，目前屋面建材型组件已经有很多的产品；还有一种是坡屋面架空，通过支架或者按一定的角度平行安装在坡屋面的方式；再一种是屋面上平屋面的安装方式，也分镶嵌和架空的两种方式，常见在屋顶上的比如说工业厂房屋顶上大规模的安装，都是这种安装方式；另外屋顶的天窗安装方式，也要求组件是建材型的，能够替代建材起到维护和采光的作用。

在立面上安装有几个部位，以南墙面为主，南墙面作为比较好的受光面经常被安装，一种是直接作为建筑幕墙安装在建筑立面上，这一定要求建材型，符合幕墙应具备的所有材料性能的要求；另外一种是支架的安装，跟墙面之间保持一定的空间，可以起到良好的空气流通作用。

曾雁表示，任何一个种类的光伏电池都有它的特性，一方面是温度对光伏发电效率的影响，电池工作中会发热，温度提升会对发电效果造成一定的影响，不同类别的电池组件会有不同的影响。另一方面就是环境温度的影响。参考德国太平洋学会给出在不同安装方式和不同通风条件下太阳电池的实测温升情况，以及相对发电效率的影响，可以看出，以屋顶最佳角作为参照，平面架空、立面架空、屋顶镶嵌、水平面镶嵌等这几种方式，功率损失是由低向高的，这就给安装部位的选择和安装形式的选择提供了一定的参考。

前些年，光伏组件的色彩和材质基本就是两种，一种是晶硅电池，基本上是方格型图形的组件，通过阵列组成一定规模的组件方阵，从而形成一面墙或者一个屋顶。它的色彩和质感非常明显，这对建筑设计提出了非常难以解决的问题，必须有一定的创造性。今年的上海“SNEC”展会上，很多晶硅组件通过技术改造与创新等措施，已经可以形成质地均匀、色彩丰富和质感多样的以建筑应用为目标的光伏组件。

曾雁强调，光伏组件应用于建筑之上，除了要避免给建筑带来的影响之外，不仅要充分发挥光伏组件自身发电的性能，作为建筑材料和建筑构件，还应将组建自身的主动技术与传统的被动技术相结合，有效地提升相关性能，起到开源节流的作用，实现光伏系统与建筑的和谐共赢。