技术讲座赏析《高效非晶硅薄膜光伏夹层玻璃技术在光伏建筑中的应用》

【编者按】这是威海中玻光电有限公司岳朋先生,在第八届中国国际门窗幕墙博览会光电建筑应用论坛上,发表的《高效非晶硅薄膜光伏夹层玻璃技术在光伏建筑中的应用》。我们特别选取了其中的工程案例,以此来理解非晶硅薄膜光伏组件的技术问题。威海中玻成立于2005年,是非晶硅薄膜BIPV组件的生产和设计施工企业。我们希望业界与威海中玻加强合作与交流。

一、威海市民文化活动中心项目

威海市民文化活动中心项目

1、项目介绍

●目前单体规模最大的非晶硅薄膜光伏建筑一体化项目。

●属于国家第一批可再生能源建筑应用示范项目。

●威海中玻与珠海兴业联合完成。

●安装面积为6030㎡。

●额定发电功率为275kW。

●2010年8月份通过国家和山东省的验收。

2、技术要点

●设计理念:以海为主题,玻璃屋顶呈现海浪般的起伏。

●玻璃屋顶部分采用非晶硅薄膜光伏建筑一体化组件,充分体现设计师的建筑理念。

●根据屋面设计分格,电池组件的基准尺寸为2100mm×1100mm,结构为6mm超白钢化玻璃+1.52PVB胶片+3mmTCO玻璃+1.52PVB胶片+6mm普通钢化玻璃。

●电池组件使用3片宽度为635mm的电池组件进行拼合,一共使用了20多种不同的尺寸。

●整个屋面由3000多片一体化组件构成,使用调节螺栓安装固定。

●保证组件外观条纹走向的一致性,在设计和施工中是需要重点克服的问题。

●为了达到50%的节能指标,玻璃屋顶没有采用中空结构,而是采用在屋面下加保温层的方法。

●系统阵列划分:选用5kw小型组串并网逆变器,将电性能参数一致、朝向一致、倾角一致的组件归入同一个阵列,减少阵列匹配损耗。

●根据10个月(试运行阶段)的数据跟踪,最高单日发电量1453kwh,当日日照时数5.28h ,最高发电量在4月份,达到19093 kwh。

●试运行阶段发电量低于预期发电量的原因:未交付使用,用电负荷非常低,经常出现防逆流切断情况,供电系统处于调试阶段,经常将光伏发电系统关闭,从而无电力输出。

二、广州新电视塔

广州新电视塔

1、项目介绍

●目前世界上最高的电视观光塔。

●位于广州新中轴线与珠江景观轴的交汇处,可将中轴线建筑的恢宏气势推向高潮。

●总高度610米,塔身主体高度450米,天线桅杆160米。

●在塔身438米至448米E段观光层和阻尼器层的外围护幕墙处,使用非晶硅薄膜光伏建筑一体化组件。

●该项目由威海中玻、深圳创益、深圳金粤共同完成。

2、技术要点

●在如此高度使用光伏建筑一体化组件在国内尚属首次。

●本项目选用了近似三角形和近似四边形两种组件。

●没有一片电池组件的尺寸是一致的,最大尺寸达到3000mm×1800mm。

●非晶硅薄膜光伏组件既要符合安全性、节能性要求,又要满足观光需要。

●使用标准宽度为635mm的组件,进行多规格产品的设计。

●组件结构为8mm超白半钢化玻璃+1.52PVB+3mmTCO+1.52PVB+8mm半钢化玻璃+12mm中空层+12mmLow-E半钢化玻璃。

●近似三角型组件由7片单板并联而成,近似四边形组件由6片等高的单板拼成,在电力连接上,先串联后并联输出。这种设计方法在最大程度上保证了组件发电能力的充分发挥。

三、非晶硅薄膜BIPV组件技术

●非晶硅薄膜是利用PECVD技术,沉积到TCO导电玻璃上的一层厚度只有0.3μm左右的膜层。

●利用非晶硅电池技术和钢化夹胶合片技术,生产的一种专用于建筑的、可替代传统幕墙和窗户玻璃的发电玻璃制品。

●结构是超白(半)钢化玻璃+PVB胶片+非晶硅沉积TCO玻璃+PVB胶片+(半)钢化玻璃。

●利用激光打点技术,可以将沉积的非晶硅薄膜打点,增加非晶硅薄膜的透光量,制作半透明的非晶硅薄膜电池组件。

●非晶硅薄膜组件的优势:①钢化玻璃;②PVB夹胶;③结构坚固;④弱光发电能力强;⑤外观平滑均匀;⑥满足建筑美观效果;⑦加工方便;⑧成品率高;⑨可以满足建筑造型设计要求。

●根据检测结果,非晶硅薄膜光伏建筑一体化组件(6mm超白钢化玻璃+PVB+3mmTCO玻璃+PVB+6mm钢化玻璃)的传热系数已经达到2.5W/(m².k)。

●如果使用低辐射Low-E玻璃,在非晶硅薄膜光伏建筑一体化组件上制作一层中空后,传热系数可达1.02W/(m².k)。

●一般是在组件的背光面制作中空层,这样,发电层就能够尽可能地获得最多的光照。

●接线盒一般选择设置在组件的背光面。接线盒设置到玻璃端部。接线盒直接隐藏在龙骨中。

●目前,市场上仅有棕红色的单节非晶硅薄膜和暗灰色的双结非晶硅薄膜。

●TCO玻璃本身的色差是影响质量的一个重要因素。目前,光伏用TCO玻璃产品主要由日本和美国供应。

●镀膜本身是不能100%均匀的,所以必然导致一定程度上的色差。

●对于非晶硅薄膜组件,如何在保证发电效率和提高透光率上达到最优化,是一个关键。

●目前有两种自洁净玻璃的应用,一种是将表层玻璃使用自清洁玻璃;一种是我们与韩国联合开发的玻璃自洁喷涂液。

《光电建筑资讯》技术栏目主编

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