实践 建筑科学类-小小建筑师之：深色物体是何物？何作用  √已有答案

阿涕涕

根本就不是1个楼吗 你看那树 和边上的东东 就不1样嘛

yuyuliu

第一反应是防护网。如果不是，还真没见过这黑的是啥。

inmeimeng

第一感覺電梯 肯定不對

slcky1018

可能是风道吧！

hsdp

应该是太阳能光电板吧。可能兼有试验性质，从设置的方式看。
作用是利用太阳能转化为电能。

hsdp

引用第8楼gason2000于2008-01-14 22:38发表的 :
太阳能不会垂直面板的，这样利用率太低了。

　
在纬度较高的地区，垂直放置是可以的。

mindaw

这两张照片好像不是同一栋楼的，又同在入口处，像是电梯间。

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暖通专业现在也常谈到一个比较时髦的词——太阳能与建筑一体化。

别的想不出来了。

秋水小柯

玻璃幕里面是太阳能真空管~

blueicenan

bookish　对图片的分析很透彻！很有道理！

这是日本比较成熟的太阳能发电与建筑一体化的示范建筑。
整个楼，四角装备受光板，天气晴好的情况下可以满足这栋楼（是工厂）的75%-95%照明.
在日本这样的建筑还很少见，主要是成本（受光板）太高了！

众所周知，一般太阳能利用技术还只是局限于屋顶。
受光板的大图！


1月4日，在美国新泽西州霍普韦尔，迈克尔·斯崔斯基在搬运一块太阳能电池板。

  斯崔斯基是“霍普韦尔工程”的一员，他的住宅用电全靠附近约100平方米的太阳能电池板供给，而无需再为家庭用电支付公用事业费用。“霍普韦尔工程”于2006年10月正式启动，旨在推广太阳能应用，缓解化石燃料燃烧对环境的污染。 新华社/路透

blueicenan

太阳能是一种清洁的可再生能源，在能源紧缺的大背景下，大力推广使用太阳能的意义更加重大。但是在一些居民小区里面，安装在屋顶的太阳能热水器显得杂乱无章，影响了城市的景观。类似的问题在建筑领域推广太阳能时普遍存在。正是由于这些问题，太阳能在建筑领域的推广工作显得有些困难。

  日前，太阳能行业惟一一个“国家住宅产业化基地”在济南市山东力诺瑞特新能源公司挂牌，这为全面推动太阳能在建筑领域的技术研发、成果转化、标准配置及市场推广提供了更大的可能。

  太阳能推广：

  成效显著 困难犹存

  我国是一个发展中国家，人均能源资源相对贫乏。

   业内人士介绍说，在我国已建成的近400亿平方米的建筑中99%为高耗能建筑，新建建筑中高耗能建筑比例仍然很高，因而建筑节能就成为重中之重。随着节能省地型建筑的大面积推广，高层住宅建筑在城镇建筑中越来越广泛，如何推广太阳能在高层节能建筑中的应用，成为人们关注的一个重点。

   根据全国政协调研组的一项调研，目前建筑能耗在我国能源总消费量中所占比例已达27%；单位建筑面积能源消耗为发达国家的3倍多。按目前趋势发展，到 2020年我国建筑能耗将达到10.9亿吨标准煤。在建筑领域积极开发和利用可再生能源，坚持走可持续发展道路，潜力非常大。

  近年来，我国在推广太阳能热水器方面取得了引人瞩目的成就。我国太阳能热水器推广占世界太阳能热水器推广总量的70%，比欧美国家10年推广的总和还多，成为“世界太阳能应用总量第一大国”。但太阳能的使用在实践中仍然存在一些问题：比如居民自行安装杂乱，视觉污染影响城市景观，降低小区的品质；对建筑结构和使用功能造成不同程度的破坏，在建筑防水、承重等方面留下隐患；居民自行不规范安装，造成防风与避雷等安全隐患；屋顶所有权存在争议，后期物业管理、维护不方便。此外，部分太阳能安装管道内大量存水、管线外露，夜间散热大，造成用水浪费；产品不承压，在高层建筑中与供水管网压力不匹配；开式储热水箱与非循环用水方式，易造成水质不卫生；高层建筑屋顶采光面积不够，不能满足全部住户使用要求。

  如何使太阳能利用设施与建筑融为一体，而不是成为建筑物多余的部分，越来越引起人们的关注。

  突破瓶颈：

  解决结合的技术标准

   国家住宅产业化基地，是建设部规划和主导，依托技术创新能力强、技术集约化程度高、产业关联度大、市场发展前景好的企业建立的，其目的是培育一批住宅产业化骨干和龙头企业，发挥示范带动作用，发挥现代工业生产的规模效应和产业带动效应，加快住宅产业化进程，推动节能省地环保型住宅建设，促进住宅产业走节约、集约发展的路子。目前，建设部共批准了8个国家住宅产业化基地，其中山东力诺瑞特新能源公司的试点项目正是“太阳能与建筑一体化”。

  作为一种清洁的可再生能源，太阳能利用技术已经进入快速发展时期。业内人士说，太阳能光热应用已成为太阳能利用的先锋，太阳能与建筑结构及节能的结合，也成了国家有关建筑主管部门关注的课题，成为太阳能企业和房地产业关注的焦点。

   太阳能热水系统与建筑结构及节能结合，就是把太阳能热水系统产品作为建筑构件安装，使其与建筑有机结合————不仅是外观、形式的结合，更重要的是技术、质量的结合，这要求有相关的设计、安装、施工与验收标准与之相配套，从技术标准的高度解决太阳能热水系统与建筑结合问题。这是太阳能热水系统在建筑领域得到广泛应用、促进太阳能产业快速发展的关键。随着太阳能系统与建筑结合技术的发展，人们需要的是不论外观上还是整体上都能与建筑物以及周围环境协调、风格统一、安全可靠、性能稳定、布局合理的太阳能热水系统。
齐骥说，目前我国太阳能热水系统保有量超过 6000万平方米，预计“十一五”期间，太阳能应用面积将达到1.6亿平方米。但是，目前太阳能在建筑中大规模应用方面还存在认识上、技术上的诸多问题，尤其是太阳能热水系统与建筑结合的问题，要从根本上加以解决，需要培育和发展太阳能行业的骨干企业，重点研究太阳能利用系统关键技术，加快促进太阳能技术在建筑与住宅领域中的应用与发展。

  据了解，目前我国太阳能的热利用产业还局限在家用热水器领域，与建筑结合的开发推广还比较落后。主要原因在于太阳能热水器存在着采光、外观、节能的特殊要求，在安装朝向、安装位置等方面的局限性，使它很难与建筑及城市景观融为一体；同时还存在抗台风、安装安全等缺陷，这些都增加了推广难度。

  太阳能节能技术、节能产品如何与建筑物融为一体，将是节能技术的努力方向。业内人士表示，太阳能与建筑结构结合，将充分利用建筑外立面与顶层，最大化利用太阳能；不仅不会对建筑结构及材料的使用寿命造成破坏，也不影响建筑的外观效果。同时太阳能系统安全可靠、性能稳定，具有高耐久度，与建筑结合可实现标准化、模块化、数字化，进而确保热水高舒适度，并降低运营与维护费用。

杭州长岛绿园工程是国家发展改革委推广新能源的试点工程，是具有国际高水准的“太阳能与建筑一体化结合”试点工程，这一工程的示范效应使人们看到了太阳能与建筑一体化的广阔前景。

blueicenan

blueicenan

非晶硅电池板在光伏建筑一体化（BIPV）上的应用
发布时间：2006-09-02 浏览次数：3434人次

　　摘要：太阳能光电池板安装在建筑物上，构成光电幕墙，其不但具有幕墙的功能，同时又能产生电能，形成光伏建筑一体化。
　　主题词：
　　光电幕墙 photoelectricity curtain wall
　　晶体硅电池 crystal silicon cell
　　非晶硅电池 amorphous silicon cell
　　光伏建筑一体化Building Integrated
　　Photovoltaics(BIPV)
　　1、前言
　　中国是全球人均能源保有量最低的国家之一，但人均能源消费量居世界第二，中国的经济总量排名世界第三，但电力消耗却紧次于美国；能源的紧缺成为中国乃至世界各国家发展的主要问题，解决能源紧缺的问题成为各国首当其冲的任务。化石能源的资源的有限性和开发利用带来的环境问题严重制约着经济和社会的可持续发展。可再生能源资源丰富、分布广泛、环境影响小、可持续利用。加快可再生能源的开发利用是解决我国能源和环境问题的重要途径和措施。中国和世界常规能使用及规划见下图源；

　我国是耗能大国，建筑能耗占全社会总能耗的25%，其中建筑采暖、空调、照明占14%，建筑建造能耗为11%，今后比例还可能有所上升，因此，我国政府在“十一五”规划纲要(草案)中，明确提出我国将建设资源节约型、环境友好型社会。规划纲要中提出，到2010年，GDP单位能耗要降低20%，为此，可再生能源，特别是太阳能的有效利用，将对我国的能源结构产生深远的影响。节能的65%主要由建筑围护系统承担,因此，通过建筑一体化设计，更广泛的推广使用光电幕墙有着重要的意义。
　　2、光电的发展历史
　　早在1839年，法国科学家贝克雷尔 (Becqurel)就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。太阳电池工作原理的基础是半导体PN 结的光生伏打效应，就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。即当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在 PN结的两边出现电压，叫做光生电压，使PN结短路，就会产生电流。

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设同期短的优点。
　　光伏发电的发展历史和现状自从1954年第一块实用光伏电池问世以来，太阳光伏发电取得了长足的进步。但比计算机和光纤通讯的发展要慢得多。其原因可能是人们对信息的追求特别强烈，而常规能源还能满足人类对能源的需求。1973年的石油危机和90年代的环境污染问题大大促进了太阳光伏发电的发展。其发展过程简列如下： 1893年法国科学家贝克勒尔发现“光生伏打效应”，即“光伏效应”。1930年朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。1941年奥尔在硅上发现光伏效应。 1954年恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室，首次制成了实用的单晶太阳电池，效率为6%。同年，韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成了第一块薄膜太阳电池。 1955年 吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。同年，第一个光电航标灯问世。美国RCA研究砷化镓太阳电池。 1957年 硅太阳电池效率达8%。 1958年 太阳电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源。1990年德国提出“2000个光伏屋顶计划”，每个家庭的屋顶装3~5kWp光伏电池。 1995年 高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%。 1997年美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”，在2010年以前为100万户，每户安装3~5kWp。自1996年以来，世界光伏发电高速发展。表现在几种主要太阳电池效率不断提高，总产量年增幅保持在30%~40%，1998年已达200MWp/a；应用范围越来越广，尤其是光伏技术的屋顶计划，为光伏发电展现了无限光明的前途。
　　3、太阳能电池的发展历史；
　　从光电池的发展历史来划分，目前将太阳能电池分为以下几类，晶体硅电池、非晶体硅电池以及其它各种不同的半导体材料的化合物的电池。主要的材料有：GaAs、GaInP、InGaAs、 CdTe、CuInSe2(CIS)、CuInGaSe2(CIGS)等。晶体硅电池又分为单晶硅电池和多晶硅电池；非晶硅电池是在硅中加有其它半导体材料，不用提纯、切片等复杂的生产加工工序。
　　以上几类光电池，按照各自不同的特点，有各自最为适合的使用范围，单晶硅电池和多晶硅电池可以用于建造独立的光伏电站。而非晶硅电池以其独特的美观性能、稳定可靠的发电性能、经济低廉的成本和设计选型的多样性，能够比较完美的实现光电一体化（BIPV）。
　　4、非晶硅电池在建筑物上运用的优势
　　（1）材料和制造工艺成本低。每平米的造价约低40%左右。这是因为生产工艺更简化，能耗更低，硅薄膜仅有数千埃厚度，昂贵的纯硅材料用量很少。同时衬底材料，如玻璃、不锈钢、塑料等，价格低廉。

（2）易于形成大规模生产能力。这是因为核心工艺适合制作持大面积无结构缺陷的a-Si合金薄膜；只需改变气相成分或者气体流量便可实现PIN结以及相应的迭层结构；生产可全流程自动化。
　　（3）品种多，用途广。薄膜的a-Si太阳电池易子实现集成化。器件功率、输出电压、输出电流都可自由设计制造，可以较方便地制作出适合不同需求的多品种产品。灵活多样的制造方法，可以制造建筑集成的电池，适合用于建筑物的安装。
　　（4）具备弱光发电的性能，这是由于光吸收系数高，暗电导，非晶硅材料的价带电子的能级较低，在太阳辐射强度很低时就具备了发电性能，也就是，该性能使得非晶硅薄膜电池受风沙、雨雪等天气的影响很小，年发电天数达320天左右，日发电最长时间可以从早上6点延续到晚上7点。日发电达到13小时左右。
　　（5） 非晶硅薄膜电池具有透光性，透光度可从5%到75%，当然，随着透光性的增加，光电池的转化效率会随着下降，运用到建筑上的最理想的透光度为25%。


非晶硅电池自然采光室内效果，光线柔和舒适，生态的办公环境。
　　（6）由于a-Si材料的先带隙比单晶硅和多晶硅宽，因此a-Si太阳电池的功率输出不明显依赖电子温度。在实际工程运用之中，承受的工作温度晶体硅要高。

上图为晶体硅电池与非晶体硅电池受温度的影响功率下降的分布示意图。取在标注条件检测均为100W的电池，a-Si（amorphous Silicon）非晶硅电池使用温度上升到70℃[时，功率下降仅为10W左右，而晶体硅电池则在相同状况下的功率下降接近30W。
　　（7）非晶硅电池工作中不受环境的影响，而晶体硅电池如果其中一小部分被遮挡，会产生孤岛效应，这将极大的降低整个组件的功率输出。
　　（8）非晶硅电池的板块能更好的配合建筑分格。
　　下图为非晶硅薄膜电池与其它电池在建筑外立面的建筑效果（右侧为非晶硅薄膜电池，左侧为晶体硅电池）的比较。晶体硅外观效果零碎，杂乱。非晶硅和建筑物能很好和建筑物融为一体，不影响建筑的宏观效果。

　5、国内外相关工程介绍
　　（1）德国柏林火车站房

为了迎接2006年世界杯，改建的柏林火车站房，光电屋顶做在两个弧形部分，深色部分就是光电池。总面积3311平方米，总装机容量325kwp。

柏林火车站房内部效果，发电与采光的融合统一。

（2）美国stillwell地铁站光电屋面工程；
　　美国stillwell地铁站光电屋面工程总面积76,000 平方英尺；其中光电板使用面积为50，000平方英尺。发电峰值功率为250ＫＷ；非晶硅电池板块规格：a-Si－40W。下图为stillwell地铁站屋面效果图（1）

下图为stillwell地铁站施工过程中导线布置图（2）

下图为stillwell地铁站发电系统控制图（3）

（3）New York 4 Times Square建于纽约市中心，在37至42层中，应用非晶硅薄膜电池，与普通玻璃幕墙相结合应用于高层建筑上。从使用至今减少超过一百万磅的二氧化碳排放。竣工时间 2001年

　6、结束语
　　随着常规能源的日益短缺，对太阳能的开发和利用的步伐就不会停止，光伏发电于建筑有机的结合――光伏建筑一体化，是太阳能发电在建筑广泛使用的发展方向；随着科技的不断进步和新的材料开发使用，将为光电一体化提供更多的发展空间。

blueicenan

太阳能的产品我们已经看的太多了，但是如果说把太阳能用在船上还是有点不敢想象。最近有消息指图中这艘由 Solar Sailor 公司制造的太阳能船 BayTri，即将引入三藩市，载客量可达600名，预计于2008年首航。


太阳脉动号构造与未来环球飞行路线






北京时间11月7日消息，据国外媒体6日报道，瑞士太阳能飞机项目负责人表示，环游世界的太阳能飞机“太阳脉动号”(Solar Impulse)将于2008年秋天进行首次试飞。

　　这架经过瘦身的原型机翼展有61米(201英尺)，和“空中客车”A340的翼展差不多。目前，它正在瑞士北部制造，在制造过程中，最先进的尖端技术将接受试验。如果首次试飞成功，这架1.5公吨重的飞机将在2009年由第一位乘热气球环游世界的科学家伯特兰·皮卡德驾驶，连续飞行36小时。皮卡德表示，首次试飞将在苏黎世杜本多夫飞机跑道上空进行，这将标志着近2年时间的计算机仿真进入“关键时刻”。

　　这次借助太阳能飞行所面对的一个最大难题是怎样从太阳能电池板上储存足够能量，以便使这架轻型飞机在夜间继续飞行。无人驾驶飞机已经可以做到这一点，但是随着飞机体型的增大，再加上增加了飞行员的重量，解决这个问题的难度也越来越大。

　　瑞士之所以开展这项投资7000万欧元(9400万美元)的项目，目的是模仿并试图超越世界著名飞行家查尔斯·林德伯格的成绩。1927年，林德伯格首次进行了单人飞越大西洋的不停顿飞行。然而，这个瑞士项目的不同之处在于它使用了由太阳能提供动力的技术。

　　太阳脉动号飞行的一个重要目标是2011年飞越大西洋，随后完成历史性的无燃料环球航行。目前，约有150位来自6个不同国家的专家正在设计太阳脉动号。它有望在空气动力学、控制系统、能量效率、原料和构造等方面有所突破。在建造过程中，专家们面对的一个挑战是把只有数十分之一毫米厚的碳板拉伸到20米(66英尺)长。该计划负责人安德烈·保施伯格表示：“有些领域无法突破，因为难度太大。”

　　太阳脉动号完成时有望拥有安装在机翼上、面积为250平方米(2690平方英尺)的太阳能电池板。它的机翼宽度同世界最大客机——重达580吨的空中客车A380的相仿。(杨孝文)

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谢谢blueicenan的详细解答。华莱士最早说那是太阳能电池。只是从照片上看不清楚太阳能电池的那种典型特征，不敢往那里去猜。

磁铁

恩，谢谢提醒，已经布兜

秋水小柯

还是hsdp看的清楚
http://www.readfree.net/bbs/read ... =%CC%AB%D1%F4%C4%DC这本书应该有讲这方面内容，本想搭车下载的，可惜没人应助啊