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BIPV与BAPV大PK

发表于:2020-09-23 09:57:44    

来源:光伏建筑

BIPV 即Building Integrated PV 是光伏建筑一体化。BIPV 技术是将太阳能发电( 光伏) 产品集成到建筑上的技术。

区别于目前大规模应用的后置式光伏发电屋面系统( BAPV) 采用特殊的支架将光伏组件固定于原有屋顶结构的结合模式,BIPV采用一次性建设和投资模式,在建筑屋面施工时直接在屋面安装光伏发电系统支架配件、光伏发电组件单元板和其他电气设备。

BAPV是指附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统,也称为“安装型”太阳能光伏建筑。它的主要功能是发电,与建筑物功能不发生冲突,不破坏或削弱原有建筑物的功能。

BIPV 除了具有发电功能外,还将具有建筑物自身的结构和使用功能,替代了建筑物原有屋面的构件,成为建筑不可分割的组成部分。作为建筑构件,光伏发电部件不但需要满足发电及建筑功能要求,还需要满足材料的耐候性、安全性,结合方式的牢固性和密闭性等物理化学特性。

经济性成本对比分析


 

建筑外观对比

传统钢结构后置式光伏发电屋面在彩色压型金属板上面后期安装支架和光伏电池板,屋面较凌乱,整体性较差。

BIPV把太阳能利用纳入建筑的总体设计,把建筑、技术和美学融为一体,把光伏发电组件单元板和检修走道板直接作为屋面板,在BIPV 建筑中,可通过相关设计将接线盒、连接线等隐藏在组件和踏板下方。

这样既可防阳光直射和雨水侵蚀,又不会影响建筑物的外观效果,完美的实现了将太阳能光伏发电与建筑相结合。屋面美观,简洁大方,具有鲜明的现代工业建筑特征。

设计寿命对比

传统钢结构后置光伏发电屋面的光伏发电组件因为全部处于露天环境,长期风吹雨打,寿命一般在20年,最多不超过25年。

光伏建筑一体化屋面的光伏发电组件只有屋面暴露在外,有良好的密封环境,BIPV光伏组件封装用的胶为PVB,而PVB膜具有透明、耐热、耐寒、耐湿,机械强度高等特性,并已经成熟应用于建筑用夹层玻璃的制作,能达到50年甚至更长的使用寿命。

此外,在BIPV系统中,选用光伏专用电线(双层交联聚乙烯浸锡铜线),选用偏大的电线直径,以及选用性能优异的连接器等设备,都能延长BIPV 光伏系统的使用寿命。

屋面受力对比

传统钢结构后置式光伏发电屋面的压型金属板(彩钢板或铝镁锰板)与后置的光伏电池板的受力复杂,金属板和光伏电池板既有风载正压也有负压,光伏电池板受力通过支架传递到压型金属板,长期的风载作用和变形会产生疲劳效应,影响结构安全。

光伏建筑一体化屋面只是单纯的屋面,结构受力清晰,结构安全性高。另外,该系统采用双面玻璃组件,钢化玻璃的厚度符合国家建筑设计规范,是通过严格的力学计算得出,能够满足屋面安全性要求。

防水可靠性对比传

统钢结构后置式光伏发电屋面在压型金属板( 彩钢板或铝镁锰板) 屋顶安装完毕后,后期屋面二次上人安装光伏组件等设备,会因为吊装、施工踩踏、长期光伏自重荷载和局部设备超载,从而造成彩钢板或铝镁锰板永久沉降形变,造成后期隐患性漏水并且难于检修和发现漏点; 伴随使用年限越长漏水隐患会越来越多。

光伏建筑一体化屋面系统主要采用憎水性玻璃面板与主水槽、防水密封等形成屋面防排水系统,屋面构造、泛水包边、采光带等采用模块化组合构成,主水槽等受力构件采用卡扣式零穿孔连接,组件与组件( 或踏板) 间使用可靠的密封扣条进行固定和密封,泛水包边采用对焊连接,系统设计带有防震动体系,可有效防止海边高频次风荷载作用,有效消化伸缩变形、温度变形。整个屋面表面的无穿孔连接技术,避免了漏水的隐患。

施工难度和速度对比

传统钢结构后置式光伏发电屋面分二期施工,施工周期长。直立锁边铝镁锰屋面板施工难度大。光伏建筑一体化屋面施工难度小,安装速度快,工程进度有保障。

在完成支架和水槽施工后,每人每天至少安装40平(25块组件) ,以10 000 m2 主屋面为例,20人15天左右即可完成组件安装和屋面的整体密封工作。

屋面运营维护对比

传统钢结构后置式光伏发电屋面在施工检修中多次踩踏,屋面变形大,漏水隐患多,维修难度大。光伏建筑一体化屋面同步设计、施工,对屋面构件形成保护,不造成二次施工踩踏破坏。

屋面以单块电池组件为单元模块化设计安装,可随意拆卸、修葺,检修维护方便; 屋面根据合理运维半径设置的检修走道踏板,对屋面和组件都不造成破坏,大大保护了屋面的完整性。

责任编辑:肖舟

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