光伏幕墙在建筑工程中的应用研究

光伏幕墙在建筑工程中的应用研究

冯述东

南通承悦装饰集团有限公司 江苏南通 226300

摘要：建筑幕墙是室内与室外空间的一种隔离与联系方式，是实现室内与室外空间能量交流与传递的重要环节。目前，光伏幕墙技术正受到国内外学者的高度重视，尤其是在我国部分大中型城市，其巨大的外墙面积为光伏建筑集成提供了契机。为了达到建筑节能的目的，必须研制出高品质的光伏玻璃幕墙。太阳能光伏发电不仅可应用于建筑屋顶，也可作为幕墙应用于建筑立面，大幅提升清洁能源利用率。本文根据这种情况，对太阳能光伏幕墙技术在建筑工程中的应用做了深入的研究与分析，希望能够为后续的节能建筑工程的研究提供参考。

关键词：光伏幕墙；建筑工程；太阳能电池

建筑幕墙作为建筑与外部环境隔离和连接的中介，在建筑内外进行能量交换和传输，起着至关重要的作用。目前，太阳能光伏系统已逐步成为业界关注的焦点，特别是在我国部分中大型城市，建筑物外壁幕墙的大量使用，为太阳能与建筑集成提供了契机。因此，高质量的太阳能玻璃幕墙是一种与节能理念相适应的建筑工程。

1光伏建筑一体化优势概述

光伏幕墙是一种利用太阳能光电转换技术的建筑外立面材料，将光伏幕墙集成到建筑幕墙中，实现光伏发电和建筑外立面的功能融合。

光伏建筑一体化可以利用建筑物的墙面、屋顶等空间进行光伏发电，不需要额外占用地面空间，节约用地资源。美光伏建筑一体化可以将光伏发电系统与建筑物的外观融为一体，美化了建筑环境，提升了建筑物的整体形象。利用太阳能发电，不产生二氧化碳等污染物，是一种清洁能源，有助于减少对传统能源的依赖，减少环境污染。通过光伏建筑一体化，建筑物可以自给自足地发电，减少了对外部电力供应的依赖，降低了用电成本，同时还可以将多余的电力销售给电网，产生经济收益。

2光伏幕墙太阳能电池简介

2.1硅基薄膜类太阳能电池

这种电池的工作原理是，当光线照射到硅基薄膜上时，光子会激发硅中的电子，产生电荷载流子。这些载流子在电场的作用下被分离，形成电流。硅基薄膜太阳能电池具有较高的效率和稳定性，适用于大规模应用。

2.2碲化镉薄膜类太阳能电池

碲化镉薄膜太阳电池是在一块玻璃基板或其他基底上连续淀积多个膜而构成的太阳电池。碲化镉（CdTe）是一类具有较高吸光系数的化合物半导体，它的吸光系数为硅的100倍左右。CdTe基膜太阳电池还具有优异的低光性能和良好的全光谱吸收性能。与基于硅基膜的太阳能电池相比，基于CdTe的基于CdTe的太阳电池具有更好的吸光效率、较高的耐温性能以及较好的综合性能。CdTe基膜太阳电池没有内禀光衰，在25年内可获得80%的输出功率。CdTe薄膜型太阳电池具有淡灰的外表，适合用于寒冷的建筑物外墙。

3光伏幕墙构造设计分析

3.1明框光伏幕墙构造方式

明框太阳能幕墙系统对整个建筑的安全性起着重要作用。当受到自重、振动和风荷载等外部荷载时，该系统可以将荷载通过支撑柱传递给主结构，从而保证整体结构的安全性。

在此基础上，设计了一种新型的太阳能光伏幕墙结构，并对其进行了优化设计。每个部件都有以下功能。铝合金柱是一种重要的承重构件，它不仅要承担光伏幕墙等建筑构件的自重载荷，还要承担外部的振动荷载、风荷载。同时，在外墙安装了光伏幕墙，并在光伏幕墙的配线槽内安装了光伏幕墙。

在承担光伏幕墙等建筑构件自身重量的同时，需要向其传递横向荷载，并与立柱等组件组成光伏幕墙的支撑体系，并在其上下两侧的线路凹槽内配置太阳能电池电缆。把太阳能转化为电能，并经由光电缆传送给消费者或市区的电力网。不锈钢弹簧销起到支撑光伏幕墙的作用，是保障建筑工程结构安全的重要基础。

明框太阳能幕墙系统不仅具有建筑物的装饰和保温隔热功能，还能提供可再生能源，有助于减少建筑物对传统电网的依赖。在设计和安装这种幕墙系统时，需要考虑到建筑物的结构特点、光照条件、能源需求等因素，以确保系统的高效运行和长期耐久性。

3.2隐框光伏幕墙构造方式

太阳能玻璃幕墙需要与日光进行充分的直接接触，而隐框型太阳能玻璃幕墙可有效降低日光对其转换效率的影响。因此，在现有的光电墙工程中，有不少都是采用了暗框结构。将明框结构的优化设计转化为隐藏框架式光伏玻璃幕墙。

4光伏幕墙在建筑工程中的应用要点

4.1前期准备工作

进行光伏幕墙在具体建筑工程中的可行性研究，评估其技术可行性和经济可行性，确定是否适合在该建筑工程中应用光伏幕墙。制定光伏幕墙的施工方案，包括安装顺序、施工工艺和安全措施等，确保施工过程中的安全和质量。进行光伏幕墙项目的资金预算，评估项目的投资回报率和收益，寻找融资渠道，确保项目的顺利进行。光伏幕墙项目进行前，需要进行相关的监管和审批程序，包括建设许可证、电力接入许可等，确保项目的合规性。

4.2提高过程把控

施工阶段：在光伏幕墙的施工过程中，需要对光伏组件的安装、连接、布线等进行严格的过程控制。施工人员需要具备专业的技术知识和操作技能，确保光伏幕墙的各个组件能够正确安装，并能够正常运行。

质量控制阶段：在光伏幕墙的应用过程中，需要对光伏组件的质量进行严格的控制和检验。通过对光伏组件的性能测试、外观检查等，确保光伏幕墙的质量符合要求。同时，还需要对光伏幕墙的整体性能进行测试和评估，确保其能够正常发电和运行。

⑴在施工过程中，要严格控制施工中的误差，保证工程的质量。由于光电板的正负极连接口必须是紧密相连的，所以对施工的精度有很高的要求，一般的幕墙的误差是±10毫米，而光伏玻璃的误差在5毫米之内。

⑵光电板的玻璃通常都是高透明度的钢化玻璃，所以对施工环境的要求比较高，常规的交流电弧很难检测到玻璃，如果需要的话，推荐使用氩弧。

⑶在建材方面，一定要严格控制原材料的采购，尽量降低由于次品造成的修理和替换。分类，盘点，清点施工材料。采购人员要对清单上列出的材料有一个完整的认识，对原材料的性能以及进场所需要的质量控制信息都要清楚，把工地上的材料都做好，对主要的材料部件要进行取样，在使用之前，要送去检验，以确定是否合格。

结束语

光伏幕墙是利用太阳能光伏发电技术，光伏幕墙的安装方式与传统幕墙相似，可以根据建筑的设计和需求进行定制，能够灵活地适应各种建筑形态和结构要求。光伏幕墙不仅可以为建筑提供节能环保的功能，还可以增加建筑的美观性，起到遮阳、保护建筑外墙、延长建筑使用寿命等功能。提高建筑的舒适性和室内环境质量，具有广阔的应用前景。

参考文献

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