学文网摘要：简单论述了太阳能光伏建筑一体化的定义、类型、方式、特点；分析建筑、结构方面的一些要求；列举分析身边的实践案例；光伏建筑一体化太阳能将成为功效最佳、价格最低廉的可再生新能源。
关键词：光伏建筑一体化，新能源，光伏屋顶，光伏幕墙；应用
1. 引言
一直以来，太阳能等可再生能源在建筑技术上的完美应用都是企业梦寐以来的追求。太阳能与建筑结合创造的低能耗高舒适度的健康环境，不仅让人们生活得更自然更环保，而且能节能、能减污，对实现社会可持续发展具有重大意义。
太阳能光伏建筑一体化，提出了“建筑物产生能源”的新概念。它是应用太阳能发电的一种新概念，是未来光伏应用中最重要的领域之一，其发展前景十分广阔，并且有着巨大的市场潜力。
2. 光伏建筑一体化（BIPV）的定义
光伏建筑一体化即BIPV（Building Integrated PV，PV即Photovoltaic）。光伏建筑一体化（BIPV）技术是将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术。其不但具有护结构的功能，同时又能产生电能供建筑使用。光伏与建筑一体化（简称BIPV）是“建筑物产生能源”新概念的建筑，是利用太阳能可再生能源的建筑。
太阳能光伏建筑一体化≠太阳能光伏+建筑。所谓太阳能光伏建筑一体化不是简单的“相加”，而是根据节能、环保、安全、美观和经济实用的总体要求，将太阳能光伏发电作为建筑的一种体系进入建筑领域，纳入建设工程基本建设程序，同步设计、同步施工、同步验收，与建设工程同时投入使用、同步后期管理，使其成为建筑有机组成部分的一种理念、一种设计、一种工程的总称。
3 光伏建筑一体化的型式和特点
3.1 光伏建筑一体化一般分为***安装型和建材安装型两种类型。
***安装型，是指普通太阳电池板施工时通过特殊的装配件把太阳电池板同周围建筑结构体相连。其优点是普通太阳电池板可以在普通流水线上大批量生产，成本低，价格便宜，既能安装在建筑结构体上，又能单独安装，其缺点是无法直接代替建筑材料使用，PV板与建材重叠使用造成浪费，施工成本高。这种***安装型一体化方式在设计时也并非是与建筑的简单“叠加”，而是将其作为建筑的一种***的设计元索加以整合，创造出独特的造型效果。
建材安装型，则是在生产时把太阳电池芯片直接封装在特殊建材内，或做成***建材的形式，如屋面瓦单元、幕墙单元、外墙单元等，外表面设计有防雨结构，施工时按模块方式拼装，集发电功能与建材功能于体，施工成本低。相比较而言，建材安装型的技术要求相对更高，因为它不仅用来发电，而且承担建材所需要的防水、保温、强度等要求。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，有时甚至需要投入大量的人力进行手工操作生产，对于劳动力价格较低的我国而言，这种太阳电池组件更有利于国际竞争。
3.2 建材安装型又分为三种方式，屋顶一体化、墙面一体化、建筑构件一体化。
屋顶一体化方式，是指将PV板做成屋面板或瓦的形式覆盖平屋顶或坡屋顶整个屋面，也可以覆盖部分屋面，后者与建筑的整接具有更高的灵活性。这对于在旧房改造中使用PV板提供了可能。PV板与屋顶整合一体化一是可以最大限度的接受太阳光的照射，二是可以兼做屋顶的遮阳板或者做成通风隔热屋面，减少屋顶夏天的热负荷。PV板与屋顶的构造做法有两种方式，一种是兼为屋顶防水构造层次的部分，这时必须要求PV系统具有良好的防水性能，另外一种是单独作为构造层次位于防水层之上，后者对于屋顶防水具有保护功能，可以延长防水层的使用寿命。
墙面一体化方式，是指PV板与墙面材料一起进行集成。现代建筑支撑系统和维护系统的分离使PV板能像木材、金属、石材、混凝土等预制板样成为建筑护系统的贴面材料。PV板墙面一体化主要有PV板外墙装饰板和PV板玻璃幕墙两种方式。
PV板玻璃幕墙，是指透光型PV板和玻璃集成制成的光电幕墙。该组件是由太阳电池芯片和双层玻璃板构成，芯片夹在玻璃板之间，芯片之间和芯片与玻璃板边端之间留有一定的间隙，以便透光。在夏天就像把巨大的遮阳伞有效的降低了建筑的热负荷，同时为室内提供特殊的光照气氛，更因其特殊的颜色和肌理拓展了建筑的表现空间。现在PV板价格和某些天然石材己经没有差别，我相信今后随着PV板的发展，成本只会越来越低，这就为PV板在建筑的广泛应用创造了良好条件。光电屋顶与光电幕墙的出现，为建筑师展示建筑艺术作品多了一种新的选择。
建筑构件一体化方式，是指PV板与建筑的雨篷、遮阳板、阳台、天窗等构件有机整合，在提供电力的同时可以为建筑增加美观的细部。PV板和遮阳板的结合不仅可以为建筑在夏天提供遮阳，还可以使入射光线变得柔和，避免眩光，改善室内的光环境。
4. 光伏建筑一体化建筑设计中需注意的几个问题
光伏一体化建筑除美观性外，还要满足建筑构件所要求的强度、防雨、热工、防雷、防火等技术要求。把光伏器件用做建材，必须具备建材所要求的几项条件：坚固耐用、保温隔热、防水防潮、适当的强度和刚度等性能。除此之外，还要考虑建筑物安全性能等因素。
4.1 光伏组件的力学性能
作为普通光伏组件，只要通过IEC61215的检测，满足抗130km/h（2，400Pa）风压和抗25mm直径冰雹23m/s的冲击的要求。用做幕墙面板和采光顶面板的光伏组件，不仅需要满足光伏组件的性能要求，同时要满足幕墙的三性实验要求和建筑物安全性能要求，因此需要有更高的力学性能和采用不同的结构方式。例如尺寸为1200mm×530mm的普通光伏组件一般采用3.2mm厚的钢化超白玻璃加铝合金边框就能达到使用要求。但同样尺寸的组件用在BIPV建筑中，在不同的地点，不同的楼层高度，以及不同的安装方式，对它的玻璃力学性能要求就可能是完全不同的。
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