铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化发展与应用

文章对铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化技术及其相关领域的应用现状进行总结,并展望其发展前景。简述CIGS薄膜光伏材料与光伏建筑一体化的概念,以及国内外CIGS薄膜光伏材料的研究与应用情况,并重点分析应用了该材料的光伏建筑一体化的具体案例,总结了现阶段CIGS-BIPV的发展前景与困境并提出相应的建议。

通风型光伏/光热建筑一体化系统的实验研究

以铜铟镓硒光伏组件为光电单元,通过构建对比实验组研究通风流速和气候条件对通风型光伏/光热建筑一体化系统的光热和光电性能的影响.结果表明,系统得热功率和发电功率均与辐照强度呈正相关,受环境温度影响,变化规律并非完全一致.当通风流速为2.2 m/s时,太阳能综合利用率达到65.4%,提出平均得热效率和相对发电量用于表征系统的光热及光电性能,获得与通风流速的定量关系;当通风流速由0.4 m/s增大到2.2 m/s时,系统平均得热效率提高了130.0%,发电效率仅增加4.0%左右.在考虑阻力耗能的情况下,通风流速是系统高效运行的关键,通过不同地域的重复实验,验证了定量关系的普适性.

铜铟镓硒一体化光伏建筑发电性能分析

广东惠州潼湖科技创新小镇光伏建筑是国内首座依托薄膜太阳电池技术的铜铟镓硒建筑光伏一体化(CIGS-BIPV)示范项目。依据示范建筑2#楼完整1年的发电数据,分析在不同朝向的建筑立面上,光伏组件月度发电量和典型月份日发电量的特点和变化规律;并进一步分析发电性能与主要影响因素的相关性。为薄膜太阳电池建筑光伏一体化技术推广应用,和低纬度沿海地区光伏建筑发电效果、建筑运行经济特性积累实践经验。

国内首座铜铟镓硒示范建筑投用发电

11月5日,由国家能源集团和碧桂园集团合作建设的惠州潼湖科技创新小镇建筑光伏一体化(BIPV,业内通称光电建筑)科技示范项目竣工,总建筑面积5468.52m^2,采用国家能源集团拥有核心技术、自主生产的CIGS薄膜光伏组件作为建筑外装饰幕墙。项目总计使用CIGS光伏组件2037块,总装机容量为198.61kW,采用“自发自用、余电上网、就近高效利用”分布式发电模式,有效避免了地面电站占地大、储能设备造价高的问题。项目建成后,年发电量为12.3万度,可以满足建筑近10%的用电需求。

严寒地区铜铟镓硒光伏建筑一体化应用

评委点评作品考虑到光伏组件的发电效率需要,在建筑立面上做了一个倾斜角使得立面和墙体一体化,结合光伏组件背面散热的需要,使该一体化的光伏墙体变成局部通风的光伏幕墙。在冬季充分利用光伏组件背面产生的热对室内进行温度调节,同时也呈现出较好的建筑形态。设计者对光伏组件本身的特性有一定的了解和研究,也积极地运用了这些特性结合建筑设计做了一体化的思考和探索。

云南地区某光伏幕墙系统的发电性能研究

对安装于昆明地区某示范楼南立面(双玻单晶硅组件约120 kWp)与西立面(铜铟镓硒薄膜组件约20 kWp)的光伏幕墙系统进行了为期1年的运行性能跟踪与分析。结果显示,在1年的运行时间内,南立面双玻单晶硅组件的发电性能对安装倾角有较高的敏感度,特别是在夏季,其发电功率与额定发电功率差距较大,但在秋冬季节,其发电性能表现优异;西立面的铜铟镓硒薄膜组件以其较好的弱光性能,在全年运行中都能实现较高功率的发电,特别是在傍晚时段有很好的表现。显然,在与建筑构件相结合时,尽管铜铟镓硒薄膜组件的效率与晶体硅组件相比存在一定差距,但是其应用的综合效率较高,非常适合应用于光伏建筑一体化设计。

彩色CIGS光伏发电技术在BIPV中的示范应用

通过对彩色铜铟镓硒(CIGS)光伏发电技术应用于建筑光伏一体化(BIPV)的科技示范项目——海南省陵水县珊瑚宫殿商业中心光伏示范建筑(下文简称为“彩色CIGS-BIPV示范建筑”)的建设和运行情况进行分析,研究了彩色光伏幕墙在商业建筑的布局、彩色光伏建筑外观的设计表达、彩色CIGS-BIPV组件的设计制造、彩色CIGS-BIPV组件在光伏幕墙的排布、彩色CIGS-BIPV组件的构造体系和光伏幕墙装配方法等系列技术,对彩色CIGS-BIPV技术路线进行了探索。通过实际验证,该彩色CIGS-BIPV示范建筑在各种气候、环境乃至极端天气下的运行始终安全、可靠。

CIGS-BIPV示范建筑的日发电性能分析

以惠州市潼湖科技创新小镇的铜铟镓硒建筑光伏一体化(CIGS-BIPV)示范项目为例,对该示范项目中示范建筑不同朝向立面上的铜铟镓硒(CIGS)薄膜光伏组件在夏季、冬季典型日的发电量特点和变化规律进行分析,结果显示:1)初夏的5月12日,安装在东南侧、西南侧、东北侧的CIGS薄膜光伏组件的日发电量大体相当,西南侧安装的CIGS薄膜光伏组件与东南侧、东北侧安装的CIGS薄膜光伏组件的日发电量曲线大致呈镜像关系。2)初冬的11月22日,安装在东南侧、西南侧的CIGS薄膜光伏组件的日发电量大体相当,均是安装在东北侧的CIGS薄膜光伏组件的约3倍。3)安装在东南侧、西南侧的CIGS薄膜光伏组件在11月22日的高效率发电时长高于其在5月12日的,发电量更大;安装在东北侧的CIGS薄膜光伏组件在5月12日的发电量是在11月22日的2.5倍。该研究结果可为采用薄膜光伏组件的BIPV项目和低纬度沿海地区的光电建筑应用提供借鉴。

阳光属于每一个人 CIGS薄膜电池

太阳能是目前地球上最为丰富的能源,而近年来对于太阳能的开发利用也是空前的繁荣,造成这一现象的原因主要是来自人们环保的要求和对能源危机的预警。太阳能不仅是清洁的、取之不竭的,而且最重要的是它可以被每一个人拥有。曾有一些科学家预言过,太阳能如果可以高效使用,将改变世界格局。当前世界上的主要能源,如煤炭、石油、天然气都被世界上少数人所掌握,而太阳能无法被垄断,它属于每一个人。

太阳能光伏应通过技术创新降低成本

作为取之不尽、用之不竭的清洁能源,太阳能在不远的将来会代替污染严重且储量有限的化石能源。但目前由于太阳能发电成本高,大面积推广尚不具备条件。出路在于通过技术创新降低太阳能光伏成本。目前,煤的发电成本每千瓦时为0.03美元至0.05美元,核能发电成本每千瓦时为0.08美元左右,风能发电成本每千瓦时为0.10美元左右,而太阳能发电成本每千瓦时高达0.32美元以上。

某大学新建校区CIGS光伏一体化电气设计方案分析

清洁能源-太阳能在建筑行业的应用发展迅速、前景广泛。根据这一趋势,以某大学新建校区节能示范项目为例,提出铜铟镓硒(CIGS)光伏组件建筑一体化方案,介绍了CIGS光伏组件的技术特点,分析了BIPV(Building-integrated Photovoltaics)工程电气系统设计工作中的要点。

中国光伏建筑一体化行业概况与发展前景

针对我国光伏发电应用市场近年快速增长的现状,指出光伏建筑一体化已经成为光伏发电应用市场的重要方向之一,对我国光伏建筑一体化的应用形式、国家相关的政策法规及行业发展前景进行梳理,指出光伏建筑一体化发展前景十分广阔,具有巨大的市场潜力。

CIGS光伏建筑一体化电气系统设计初探

基于铜铟镓硒(CIGS)光伏组件与建筑集成时的功能性、美观性、安全性要求,提出优秀BIPV建筑光伏发电系统的设计应遵循融合建筑设计、信息管理、安全保障和能量调度的原则,并解析了系统设计工作中应注意的要点,对于BIPV建筑中的铜铟镓硒光伏发电系统设计体系的构建具有指导意义。

CIGS光伏建筑一体化的潜力与未来

根据清洁能源太阳能的发展现状和未来的发展趋势,分析现阶段光伏建筑一体化发展优势和技术特点,以及铜铟镓硒光伏建筑一体化在技术创新、智能制造、智慧运维等方面的创新发展方向,并结合国家能源集团铜铟镓硒智能光伏建筑一体化产业发展实践,对智能光伏建筑一体化的未来进行展望。

基于实验装置测试的铜铟镓硒光伏幕墙工况优化研究

为研究铜铟镓硒光伏幕墙的不同构造形式和冷却方式的发电性能,搭建移动实验装置,在全国7个城市开展实验测试。通过监测光伏幕墙的温度和发电量、风机耗电量、空腔内冷却流速等参数,比较不同工况下光伏幕墙的发电效率。研究表明,保温一体式光伏幕墙的发电性能优于不设内墙的光伏幕墙,且空腔内冷却风速越大发电量越高,机械通风散热系统的最经济冷却风速为1.3m/s。综合考虑机械通风散热系统的初投资和施工难度,建议工程中优先选择自然通风散热系统为光伏幕墙散热。

基于装配式的CIGS光伏建筑幕墙细部研究

通过调研和分析铜铟镓硒(CIGS)光伏组件材料本身特点、板块大小、建筑幕墙玻璃配置等,解决CIGS光伏组件在与建筑结合时遇到的建筑幕墙玻璃材料和配置、CIGS光伏组件与幕墙龙骨连接、组件背面散热以及光伏组件接线盒隐藏等问题,实现CIGS光伏组件作为光伏幕墙材料与建筑一体化有机结合。

双玻BIPV组件玻璃破裂分析研究

研究采用玻璃衬底的铜铟镓硒双玻BIPV组件出现基板玻璃破裂的问题。测试太阳能电池基板玻璃及双玻组件的表面弯曲度、表面应力、弯曲强度,对组件进行边框束缚加热试验和热力学仿真温差试验。通过对数据进行分析对比,研究造成双玻组件破裂的原因及破碎的可能性,提出避免破裂的建议。