太阳能光电一体化建筑建设PPT课件

太阳能光电一体化建筑建设 住房和城乡建设部干部学院张庆风 一 生产 能力 规模 装备二 应用成本 电池 设计 安装 三 政策和标准 政策 标准 规程四 技术 现状 前景五 发展 研发 应用 一 光伏电池的生产 我国去年生产的太阳能电池产量超过2570兆瓦 约占世界总产量的37 已成为世界第一生产大国 90 以上的太阳能电池出口国外 2008年太阳能集热真空管产量约为3000万平方米 总保有量约为17000万平方米 无论是产量还是使用量 均居世界第一 同时出口到80多个国家和地区 据不完全统计 2008年我国太阳能的产量为200万千瓦 产能有500万千瓦 有300多家光伏组件及配套企业 规划新建和在建的多晶硅厂家达50家左右 国际上七大多晶硅企业的产能从2008年的2 8万吨翻至2009年的4 72万吨 我国今年投产的多晶硅产能也可能总计达9000吨左右 2010年全球总产能合计为10万吨之高 多晶硅很可能过剩 二 应用成本 1 电池的生产成本 2008年9月前电池组件的价格为4 8美元 瓦 现在 2009年5月 价格2 8美元 瓦多晶硅的价格2008年最高达500美元 公斤 目前的价格是每公斤70美元到80美元左右 生产成本在15到20美元 公斤随着近几年技术水平的提高 单晶的转换率在16 17 多晶的转换率为14 5 15 8 国家财政部的本次补助将中等以上规模的光伏项目纳入补切范围 单项工程应用太阳能光电产品装机容量应不小于50kwp 对于效率来说 单晶硅光电产品的效率应超过16 多晶硅光电产品效率应超过14 非晶硅光电产品效率应超过6 目前光伏发电成本约为30 40元 wp 对于建材型 构件型光电建筑一体化项目 今年国家政策补贴标准不超过20元 瓦 相当于成本的50 以上 发电单位成本可有效降至每度电1元左右 与风电 核电的成本差距进一步缩小 北京奥运场馆绿色能源提供比例高达26 以上 北京奥运场馆成为世界上利用太阳能发电量最多的建筑群之一 太阳能发电系统已在国家体育馆等七个奥运场馆中得到应用 年发电量达58万千瓦时 相当于北京市近万人口一年的生活消费用电量 国家体育馆在屋顶上安装了 块太阳能发电板 它们同镶嵌在玻璃幕墙上的硅片板共同构成了中国第一个与体育馆建筑主体相结合的太阳能发电系统 整个系统可以提供 千瓦的发电量 能满足体育馆地下车库近 万平米的照明 全年可以节省 万度电 三 政策和标准 中华人民共和国节约能源法 中华人民共和国主席令第七十七号 中华人民共和国可再生能源法 中华人民共和国主席令第三十三号 中华人民共和国节约能源法第四十条国家鼓励在新建建筑和既有建筑节能改造中使用新型墙体材料等节能建筑材料和节能设备 安装和使用太阳能等可再生能源利用系统 第六十条中央财政和省级地方财政安排节能专项资金 支持节能技术研究开发 节能技术和产品的示范与推广 重点节能工程的实施 节能宣传培训 信息服务和表彰奖励等 中华人民共和国可再生能源法第二条本法所称可再生能源 是指风能 太阳能 水能 生物质能 地热能 海洋能等非化石能源 第四条国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域 通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施 推动可再生能源市场的建立和发展 国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用 依法保护可再生能源开发利用者的合法权益 第十七条国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统 太阳能供热采暖和制冷系统 太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统 国务院建设行政主管部门会同国务院有关部门制定太阳能利用系统与建筑结合的技术经济政策和技术规范 房地产开发企业应当根据前款规定的技术规范 在建筑物的设计和施工中 为太阳能利用提供必备条件 对已建成的建筑物 住户可以在不影响其质量与安全的前提下安装符合技术规范和产品标准的太阳能利用系统 但是 当事人另有约定的除外 由国家发改委能源所可再生能源中心牵头编制的新能源产业振兴规划的草案已经完成 希望太阳能光伏的总装机量达到1000万千瓦 若果按当前每千瓦3万到5万元的造价来计算 投资在太阳能上的资金将超过3000亿元 国家十大产业振兴规划将风电机组关键零部件及核电关键设备 关键组件纳入了重点扶植范围之内 国家发改委能源研究所所长助理王仲颖在CAEC第三界国际太阳能光伏大会上透露 180万千瓦 的规划数字可能变为1000万千瓦 甚至是2000万千瓦 有消息说 风电2020年的发展目标有可能从300万千瓦提止1亿到1 5亿千瓦 多晶硅的价格2008年最高达500美元 公斤 目前的价格是每公斤70美元到80美元左右 生产成本在15到20美元 公斤 摘自第一财经日报09年5月5日 财政部关于印发 太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法 的通知财建 2009 129号财政部住房城乡建设部关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见财建 2009 128号关于印发太阳能光电建筑应用示范项目申报指南的通知财办建 2009 34号 财政部明确十项重点支持新能源和节能减排 一 大力支持风力规模化发展 二 实施 金太阳 工程 采取财政补切方式加快启动国内光伏发电市场 住房和城乡建设部正在组织编制 民用建筑太阳能光伏系统设计安装标准图集 民用建筑太阳能光伏发电系统应用技术指南和工程案例 等技术标准和规范 安装的应用技术 使用中的运行和维护技术很重要 需要不断的研究和开发 四 技术进步 1 光伏发电技术单晶硅光伏电池板多晶硅光伏电池板非晶硅光伏电池板据行业分析师认为 薄膜光伏技术将成为光伏行业的生力军 solarbuzz的数据显示薄膜光伏电池产量在2008年按年大增123 据中央新闻报道 最近浙江省宁波市一家叫正泰的公司已经开发出了国产的薄膜光伏电池 可见光电新技术的发展是非常的快 不仅国外我们国家同样发展很快 具有灵活 透明和轻薄三大特性的一种半透明的超薄型太阳能电池已由美国伊利诺伊大学材料与工程系教授约翰 A 罗杰斯为首的研究小组利用标准印刷术成功开发 其厚度不足常规电池的十分之一 它既可以印在多功能塑料的表面 也可以成为T恤衫上的个性标志 甚至能够紧紧缠绕在钢笔上 圣巴巴拉加州大学的教授发明了一种能够导电的塑料 这种半导体塑料和硅以及其他光伏电池一样 都能够让光子释放出电子 他们的目标是转化率达到10 2008年 建材型太阳电池组件 这是一种在生产厂把太阳电池芯片直接封装在特殊建材上的组件 设计有防雨结构 施工时按模块方式拼装 集发电功能与建材功能于一体 施工成本低 但是由于必须适应不同的建筑尺寸 很难在同一条流水线上大规模生产 2 太阳能应用技术 太阳能建筑的概念传统观念认为 太阳能建筑就是经过设计能直接利用太阳能进行采暖或空调的建筑 随着太阳能利用科技水平的不断提高 太阳能建筑已经从太阳能采暖建筑发展到可以集成太阳能光电 太阳能热水 太阳能吸收式制冷 太阳能通风降温 可控自然采光等新技术的建筑 其技术含量更高 适用范围更广 现代建筑学对太阳能建筑的解释是 经过良好设计 达到优化利用太阳能的建筑 即用太阳能代替部分常规能源为建筑物提供采暖 热水 空调 照明 通风 动力等一系列功能 以满足或部分满足人们的生活和生产的需要 美国和欧盟都曾提出了要在2010年实现总功率为300万 的屋顶太阳能发电计划 日本政府也制定了新能源法 到2010年要普及总功率为500万 的屋顶发电系统 从上述计划可以看出 各国政府都把太阳能应用同建筑的一部分 屋顶联系在了一起 太阳能与建筑结合的世界范例世界上许多建筑学家巧妙利用太阳能建造太阳能建筑 太阳能墙 美国建筑专家发明太阳能墙 是在建筑物的墙体外侧装一层薄薄的黑色打孔铝板 能吸收照射到墙体上的80 的太阳能量 被吸入铝板的空气经预热后 通过墙体内的泵抽到建筑物内 从而节约中央空调的能耗 太阳能窗 德国科学家发明了两种采用光热调节的玻璃窗 一种是太阳能温度调节系统 白天采集建筑物窗玻璃表面的暖气 然后把这种太阳能传递到墙和地板的空间存储 到了晚上再放出来 另一种是自动调整进入房间的阳光量 如同变色太阳镜一样 根据房间设定的温度 窗玻璃或是变成透明或是变成不透明 太阳能屋顶 在日本 德国等发达国家 一个装有100多平米太阳能屋顶的家庭 就相当于拥有了一套3 7千瓦功率的发电机 这样的家庭装有两个电表 白天 太阳能屋顶发电 除了供自家使用 多余的电输送给大电网 晚上 家里的各种电器启动 电网向家庭供电 最后按照两个电表的差值计算这个家庭的电费 太阳能房屋 湖南省长沙市韶山南路井子湾的中国建筑第五工程局有限公司的办公大楼 是一座会 发电的大楼 大楼屋顶采用百叶式非晶硅光电幕墙 整体墙面2500平方米 设计容量为100千瓦 年发电量约11万千瓦时 这是目前国内最大的太阳能光电幕墙示范工程 德国建筑师塞多 特霍尔斯建造了一座能在基座上转动跟踪阳光的太阳能房屋 该房屋安装在一个圆盘底座上 由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮 使房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3厘米的速度随太阳旋转 这个跟踪太阳的系统所消耗的电力仅为该房太阳能发电功率的1 而该房太阳能发电量相当于一般不能转动的太阳能房屋的两倍 建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化 一般的建筑物外围护表面采用涂料 装饰瓷砖或幕墙玻璃 目的是为了保护和装饰建筑物 如果用光伏器件代替部分建材 即用光伏组件来做建筑物的屋顶 外墙和窗户 这样既可用做建材也可用以发电 可谓物尽其美 对于框架结构的建筑物 可把其整个围护结构做成光伏阵列 选择适当光伏组件 既可吸收太阳直射光 也可吸收太阳反射光 目前已经研制出大尺度的彩色光伏模块 可以实现以上目的 还可使建筑外观更具魅力 光伏系统与建筑一体化具有高技术 无污染和自供电的特点 能够强化建筑物的美感和建筑质量 具有多功能和可持续发展的特征 建筑物的外壳能为光伏系统提供足够的面积 不需要占用昂贵的土地 省去光伏系统的支撑结构 省去输电费用 光伏阵列可以代替常规建筑材料 从而节省安装和材料费用 例如常规外墙包覆装修成本与光伏组件成本相当