中国应用BIPV发电的潜力-翻译

1、.：.；中国运用光伏集成系统(BIPV)的发电潜力由世俊 华 君 涂光备 吕灿仁 杨洪兴 摘 要：论述了建筑物用光伏集成系统(BIPV)在中国用于太阳能发电的潜力和前景.为了维护环境，减少矿物能源的耗费，并满足人们对电力的需求，BIPV被以为是最经济的利用可再生能源的技术.计算了中国14个城市的太阳能资源，估算了建筑物用光伏集成系统的发电潜力，分析了BIPV技术运用的经济性.研讨阐明中国的BIPV市场潜力是宏大的，政府对这项技术的开展应发扬重要作用。关键词：建筑物用光伏集成系统 太阳能发电 太阳能资源。 Abstract：This paper discusses the potential a

2、nd prospect of building-integrated photovoltaics (BIPV) for solar electrical power generation in China.The BIPV technology has been identified as the most economical renewable energy resource to contribute to world electrical energy demand for protecting environment from reduced fossil fuel consumpt

3、ion.The available solar energy resource of 14 cities and the potential power generation from PV claddings in buildings in China were estimated.The economical analysis of BIPV application is discussed.It is found that the potential is significant and the government should play an important role in it

4、s development.Keywords：building-integrated photovoltaics;solar electrical power generation;solar energy resource.在中国，光伏发电被以为是先进而不经济的。现实上，迫于环保的压力，作为一种先进的技术，光电技术的新开展曾经使得这种可再生能源逐渐被兴隆国家和开展中国家所接受。假设中国政府采取适当的措施，那么一个强大的高科技可再生能源、减少温室气体排放的工程将会诞生。 如今普遍构成这样一种共识，可再生能源运用量的添加将是减少污染和温室气体排放的一种重要途径1，至少是在研讨人员中。大多数研讨人

5、员也赞同这是一个健全的途径，这种可继续的能源供应将处理人类的能源问题。随着人们对核能和矿物燃料熄灭产生的环境问题的日益关注，一些国家开场着手放弃核电和减少化石燃料的耗费可再生能源将处理中国在经济可继续开展中的环保问题和能源问题。本文讨论了光伏建筑一体化BIPV在中国的宽广的运用前景。假设大部分的建筑物外表布满光伏集成板，它可以在太阳能辐射区发电，接纳潜在的能量。本文还讨论了政府在引进光伏建筑一体化BIPV的过程中应发扬的作用。1 当前世界光伏建筑一体化BIPV的开展情况当前世界由于能源和环境问题日益突出，不论是在开展中国家还是在兴隆国家，目前太阳能研讨和运用的开发速度比都以往任何时候都快。百万

6、太阳能屋顶方案曾经在美国实施。该方案的目的是在2021年2之前，要在普及美国的建筑上安装一个百万太阳能能源系统光伏和太阳能集热器。其他国家如日本，德国和英国，都大额投资于太阳能产业3，4。太阳能电力运用，即光伏发电的运用，包括太阳能集热器和被动式太阳能建筑的太阳能热利用，已被确定为潜在的最有出路的大范围太阳能资源的运用方式。自1970年以来，地面光伏运用的商业市场势头增长迅猛，1998年全球光伏组件消费为151.7 MW，发明了一个新的记录。从1993年到1998年，在过去五表1 世界光伏装机容量MWp来源1992199319941995199619971998美国18.122.4425.64

7、34.7538.8551.053.7日本18.816.7016.5016.4021.2035.049.2欧洲16.416.5521.7020.1018.8029.330.1其它国家4.6 4.405.606.359.759.418.7总计57.960.0969.4477.6088.60125.8151.7涨幅/%3.8015.6011.8014.2042.020.6年中，光伏组件的消费从60.09兆瓦直至151.7兆瓦，规模是原来的二倍还多。光伏技术作为一项近10年以及在下个世纪真正快速开展的科技，其开展速度在今天曾经可以与20世纪40年代的电视，20世纪60年代的集成电路和20世纪70年代的

8、个人电脑相比。估计到2021年，光伏发电量总装机容量将上升到一个惊人的115000兆瓦。2 中国的太阳能资源中国太阳辐射强度估计对于潜在预告光伏建筑一体化的运用前景是必需的，不同地域太阳的辐射强度依赖于纬度、太阳的位置和气候条件。Klein 和Theilacker的方法被用来评价14个主要城市的太阳辐射在不同方向的外表强度6。月平均每天总太阳辐射和平均分散在程度外表太阳能辐射数据可以从被动式太阳房设计手册7得到。每月在一倾斜平面的平均太阳辐射可以按如下公式计算：其中是在斜面上月平均每天的太阳辐射量，(MJ/);；是在程度面上月平均每天的太阳辐射量，(MJ/;是在斜面上和平面上月平均每天的太阳辐

9、射量，由以下计算得到： 其中 是月平均每日的辐射量； 是纬度，-9090；是偏角，-23.4523.45；是倾斜角，0180；是外表方位角，-180180；是时角；是日落时角；、分别是当入射角=90时的日出时角和日落时角；按下式计算：=23.45sin 360其中n表示一年中的第n天。 为了计算月平均太阳日辐射，电脑程序已被设定。结果在表2中倾斜面的倾斜角等于当地纬度给出。结果阐明，在中国的14个城市中拉萨太阳能资源是最好的。相比较而言，略低于沙特阿拉伯和阿曼的太阳辐射程度；广州的太阳辐射在14个城市中最低的，却高于德国的斯图加特和日本大部分曾经开场太阳能运用工程的地域，综上可以看出，中国太阳

10、能资源丰富，可以投入运用。表2 14个城市的不同方向上年平均太阳辐射kWh/(a)城市程度面南面北面西面东面斜面广州海口香港上海昆明西安南京哈尔滨兰州天津北京吐鲁番哈密拉萨1234.0 1426.31290.81316.01338.31321.01.41303.51510.21463.91564.61618.61763.52195.0737.2 698.4717.8901.2878.8951.6950.41299.51.01240.01349.11464.91620.91520.5246.3 279.6299.9276.2293.3 279.4285.2281.9316.2314.5328.3

11、355.8387.1435.8702.1793.2727.3782.4774.8801.4808.6891.0930.6930.51001.5 1063.31160.31299.5702.1793.2727.3782.4774.8801.4808.6891.0930.6930.51001.5 1063.31160.31299.51331.41471.23.71481.31482.61512.11533.91724.61757.91785.51926.92034.22233.12486.1此外，表2还阐明，当坡角等于当地纬度时，倾斜外表可以最大程度的接纳太阳能。例如在拉萨，当坡角等于纬度时，斜面

12、上接纳的太阳辐射量比同一程度面上高13。3 发电潜力及经济性分析3.1 潜在的发电才干光伏组件的效率是一项用于评价光伏建筑一体化产出的重要目的。年潜在的光伏系统发电量 可按下式计算： 其中 可以从太阳不同的入射方向辐射到外表的数据得到；是外表电流的总和；是光伏组件的能源效率；f是利用系数。 香港地域关于可用的建筑立面做了一次评价8，9。发电才干的评价如表3表3 发电量kWh/(a)能效13%15%20%广州香港海口上海昆明西安南京哈尔滨兰州天津北京吐鲁番哈密拉萨173.1177.3191.3192.6192.7196.6199.4224.2228.5232.1250.5264.4290.332

13、3.2199.7 204.6 220.7222.2 222.4226.8230.1258.7263.7267.8289.0305.1335.0372.9266.3272.7294.2296.3296.5302.4306.8344.9 351.6357.1385.4406.8446.6497.2所示，随着光伏组件的能源效率的提高，其总发电量也在不断添加。3.2经济分析 一个光伏系统的总本钱普通包括光伏组件本钱，配套制定本钱，逆变器本钱，转换本钱和劳动力安装本钱10。被光伏覆层所取代的传统建筑资料的价值不断被忽视。表4是光伏建筑一体化系统的总本钱评价，表5列出了光伏电能的价钱评价，这些数据是根据它

14、20年的发电总量和电力本钱计算得到的。表4 太阳能光伏建筑一体化发电本钱估算本钱元/元/W光伏组件支撑框架逆变器和开关劳动力总计54334281314107728236.22.858.760.7148.524 结论表5 光伏电能价钱估算 元/(kWh)效率13%15%20%广州香港海口上海昆明西安南京哈尔滨兰州天津北京吐鲁番哈密拉萨1.3 1.00.7太阳能作为

15、21世纪清洁可再生能源，与之对应的光伏太阳能建筑集成运用技术就非常有前景。本次研讨阐明在中国的一些地方，比如拉萨，几乎没有矿物能源，却拥有丰富的太阳能，光伏建筑一体化在这里运用就是个很适宜的选择。从经济的可继续开展角度看，我们应该留意环保，着重于长久利益，假设再思索环境要素，那么光伏建筑一体化的运用将具有显著的社会效益和经济效益。参考文献：1.Etcheverry J.Renewable education:a key to enhance the success of technological transfersA.In:Proc of North Sun99C.Edmonton，1999

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17、gs of 25th IEE Photovoltaic Specialists Conference C.Washington DC，1996.5.Thomas R，Dignard L.Tracking progress and trends in photovoltaic systems implementation through the IEA PVPS programme A. In: Proc of the International Conference，North Sun99C.Edmonton，1999:351-356.6.Duffie J A，Beckman W A.Solar Engineering of Thermal ProcessM.John Wiley，USA，1991.7.Gansu Natural Energy Resources Institute. Passive Solar House Design HandbookM.1983.8.You Shijun，Yang Hongxing.The potential electricity generating capacity of BIPV in Hong KongA.In:The 26th IEEE Photovoltaics Specialis