太阳能光电建筑应用.ppt
抓住机遇，大力推进太阳能光电建筑的应用,中国科学院理论物理研究所何祚庥,一、最近，财政部、住房城乡建设部发了“财建2009128号文件”，要“加快推进太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用”，以“促进我国光电产业健康发展”，应对“目前国内市场需求不足，过度依赖国际市场”的“市场风险”这为国内光伏产业带来了好消息！,二、我国共约有100亿平方米的屋顶，50亿平方米的南墙。扬州市约有2400万平方米的屋顶，800万平方米的南墙。其中约有400万平方米的平顶，2000万平方米的坡顶。,如在平顶铺设“转盘式跟踪+4倍聚光+高效单晶硅的光伏电池，以每平方米发电50Wp/m2计，将提供20万千瓦的电力；如在坡顶的1/3铺设“平板式”光电池，以每50Wp/m2发电30Wp/m2计，又将提供20万千瓦的电力，共计40万千瓦的光伏电池的发电能力。,三、扬州市共有居民120万，城市80万，农村20万。城市人均房屋面积35.5m2，农村人均40.92 m2。4口之家，户均1.33千瓦的电力。这不仅完全解决了夏季供冷，春秋两季供热水，而且大幅度缓解了冬季供暖的需求。,扬州市是联合国认定的宜居城市，理应优先解决市民的供暖、供冷、供热水的需求。,四、有一种意见，扬州市太阳能资源属三类地区，年太阳能辐照量为10501400 KWh/m2a.如果以这一数字和欧洲某些大力发展太阳能的著名城市相比较，扬州市仍属太阳能资源丰富地区。下面是欧洲部分城市太阳能年辐照量的简表：,因此，扬州市仍属太阳能资源相对丰富地区，而且，扬州市年辐射量约是1300KW/m2a，是接近“二类”地区的“三类”地区。,五、重要的是：扬州市是光伏产业群密集城市，约占全国光伏产业的1/4。即令扬州市属太阳能资源的“三类”地区，但扬州市属温带气候，供暖供冷的需求较小，正好和扬州市拥有的太阳能资源相适应。,请看全国太阳能资源区划图：,六、现在财政部出台政策，凡“单晶硅光电效率超过16%，多晶硅光电效率超过14%，非晶硅薄膜效率超过6%”，“装机量不小于50KWp的光伏电站”，将由财政部“补助20元/Wp”。,如在2400万m2的屋顶铺设40万千瓦的光伏电站，将补助人民币80亿元！扬州市必须抓住这一难得的发展机遇！,七、关于“技术”。我个认为“转盘式跟踪+4倍聚光+高效单晶硅”电池是“平顶”屋顶的首选技术；“平板式”晶硅电池是“坡顶”屋顶首选技术。因为它们的每平方米发电量较多。,需要回答的一个技术路线问题：为什么不是薄膜电池？1、下面是陈应天教授等人所总结的在高售价单晶硅条件下，有关薄膜电池，晶体硅电池和各种跟踪式电池性能的比较：,2、廉价,3、轻巧,4、承受风载大,八、需要讨论的是：虽然目前“平板式”多晶硅每度电价格是薄膜电池的一倍，这是由于制作此“比较表”时，太阳能级晶硅价格居高不下。但不久将来，必将回归3040美元/公斤！这时非晶硅薄膜电池将不再具有价格成本的优势！,据我们所知，目前国内不少薄膜电池生产线产品，转化率6%，而且易于衰减！,九、下面将介绍我国独立发展的四倍聚光技术：,我国“4倍聚光+跟踪”的光伏发电技术已经成熟。已将光伏发电包括利税在内（注：不包括逆变器和土地）单位千瓦的投资由60000元/千瓦下降到25000元/千瓦。,下图是所使用的4倍聚光装置。所使用的光漏斗，能够保证在一次反射的条件下，在太阳电池表面上有均匀光强的分布。,图处说明：光漏斗的外形图,下面是4倍聚光装置加跟踪技术组成的路灯：,图片说明：多倍聚光发电可以用在路灯上既美观又可靠,已在内蒙鄂尔多斯地区建立了205千瓦的电站。这一电站已历经12级大风，高温，骤冷，严寒，冰雹，沙尘暴的考验，已安全运行20个月，而安然无恙！,国内第一座由国家批准的，在鄂尔多斯正式上网运行的，其电价为4元/度电的，商业化光伏电站,如以此电站的寿命是25年计，不难测算出，这一技术的发电成本是0.8元/度。,近来，这一四倍聚光技术，又在结构上对所用天文跟踪技术做了大幅度改进。下图是一台直径为35米的，峰值功率为50KWp的光伏发电机的构形。这一跟踪样机，所用结构材料更少，占地面更小，控制更简单，抗强风能力更强，半手工制作的跟踪成本已下降到约34元/瓦。现在已接到国外大批订单，出口国外市场。下面是这一50KWp光伏电机的照片：,西班牙工人在紧张地安装来自中国的发明,下面是中国发明在西班牙正常运行的大型跟踪光伏发电站,十、有兴趣的是：这一“4倍聚光技术”将在国家住房城乡建设部办公大楼屋顶，安装一个功率为50KW/p的光伏电站，将能提供白天办公所需供电、供冷、供暖、供热水的各种功能，夜间却无此需求，因而只需要极少量的储能装置。,下面是这一大楼屋顶的设计图：,图41：建设部主办公楼楼顶光伏电站布局,南,北,东,西,2#楼,1#楼,北辅楼,2#楼，1#楼，北辅楼。共可以放6个圆盘。,设计示范：建设部屋顶50KW电站,谢 谢！,
