Page 241 - 碳中和视角下环保产业的发展研究

第十章 建筑光伏一体化应用

系统。以德国弗莱堡市政厅为例，其将松木外幕墙与光伏的整合，便是美学与使
用功能完美结合的一个经典案例。BIPV 组件作为自然通风的幕墙构件与普通玻
璃交替排列，形成了建筑立面的鲜明特色。这个幕墙组件不仅美观、可以产生电能，

同时倾斜凸出的玻璃幕墙元素可用来优化日光的摄入，具有遮阳、通风的功能。
巴塞尔新展馆的立面设计也算得上 BIPV 发展史上最为成功的项目之一。该
建筑立面采用了 10000 块半透明的硅晶太阳能电池板结合 30000 块嵌入式发光二
极管（lightemittingdiode,LED）的设计做法，嵌入式 LED 可对外及太阳能光伏板

发光，通过太阳能光伏板的反射及折射，在幕墙上形成了几何图案，使建筑看起
来现代且富有未来感与科技感。
除了建筑幕墙外，将半透光型 BIPV 组件与建筑遮阳结合，可形成光伏外窗
遮阳、光伏屋檐遮阳、光伏雨篷遮阳、光伏长廊遮阳等光伏遮阳系统。例如，在

2018 年的美国华盛顿，由 Perkins&Will 建筑公司设计的华盛顿大学艺术与科学
学院生命科学大楼（lifesciencesbuilding,LSB），在建筑物的西南立面安装了一个
创新的垂直光伏翅片系统。该系统是全玻璃、半透明的，可见光可达 20%。其中，
每个翅片由三层夹层钢化玻璃组成，每平方英尺可提供 3.15W 的功率。同时，

该系统是无框的，且垂直 90℃安装在幕墙上。且隐藏式接线盒和电线使建筑设
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计更加完美，预计由此生成的电能，足以满足 1150m 以上办公场所全年的照明
需求。
高透光 BIPV 系统是在半透光 BIPV 系统的基础上提升材料的透光性。因晶

硅材料为不透光材料，其不能作为高透光 BIPV 系统的光伏电池材料，所以目前
市场上高透光 BIPV 系统采用的均是薄膜类光伏材料。如龙焱及明阳瑞科的透光
型 BIPV 材料采用的是 CdTe 电池组件，其有 10% ～ 80% 的超大透光调节区间。
当然，电池转化效率也会根据材料颜色及透明度的变化而变化，透明度越高、颜

色明度越高电池转化效率越低。国家大剧院台湖舞美艺术中心作为光电建筑的示
范项目，其用龙焱 CdTe 透光中空夹胶玻璃代替了传统的中空玻璃普通建筑构件，
屋顶发电玻璃的透光率为 40%，立面幕墙的透光率为 46%，视觉上完全可以达
到传统幕墙的视觉效果，同时结合屋顶的分布式光伏电站设计，该项目 2021 年

的发电量为 546023kW/h，基本满足其全年用电量 551374kW/h 的需求，实现了
近零能耗的水平，兼具建筑采光、美观及发电功能。

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