2011-12-14 11:23:03 作者: 來源:中國建設(shè)報 【大 中 小】 我要評論（0）
|
【 第一幕墻網(wǎng) 】
58年，美國人首次將太陽電池裝備在先鋒1號衛(wèi)星的電源系統(tǒng)上；1978年，美國建成100千瓦的地面光伏電站；1990年，德國提出“2000個光伏屋頂計劃”；1997年，美國提出“百萬太陽能屋頂計劃”。
太陽能光伏作為一種清潔的可再生能源電力，為節(jié)約常規(guī)能源打開了一扇光明之門。光伏在建筑上的應(yīng)用，為建筑節(jié)能開辟了一條嶄新的道路。 不節(jié)能不建筑 人類大規(guī)模燃燒化石能源的歷史不過300年，化石能源的儲量卻已經(jīng)面臨枯竭。節(jié)約化石能源，實現(xiàn)社會和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，成為21世紀(jì)人類社會面臨的最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 人類社會最主要的能耗是工業(yè)能耗、交通能耗和建筑能耗。隨著人口的增加、城市化的發(fā)展、生活水平的提高，建筑能耗已經(jīng)超越工業(yè)能耗和交通能耗，而居于社會能耗的首位。我國民用建筑在建材生產(chǎn)、房屋改造和建筑的使用過程中，能耗占全社會總能耗的49.5%。按目前的發(fā)展趨勢，到2020年我國建筑能耗將達(dá)到10.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，每噸標(biāo)準(zhǔn)煤大約可發(fā)2700度電，我國的建筑能耗將達(dá)到29430億度電，比三峽電站34年發(fā)電量的總和還要多。 為了遏制住建筑能耗特別是建筑的使用能耗，2005年建設(shè)部和國家質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，在全國實行50%的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。其后，建筑節(jié)能工作全面展開，全國各地建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)逐步提高。 通過采用各種建筑節(jié)能措施，“高能耗建筑”在逐步減少，“低能耗建筑”在逐漸增加，但只要建筑使用常規(guī)能源，建筑能耗就依然存在。 “零能耗建筑”沿著“高能耗建筑”到“低能耗建筑”的邏輯被提出來，可再生能源隨之被引入到建筑中來，淺層地?zé)�、生物質(zhì)、太陽能光熱、太陽能光伏，這些可再生能源在建筑上的應(yīng)用，終于使建筑能耗有可能開始走向“零”。 光伏與建筑美妙結(jié)合 盡管人類很早就知道太陽可以提供光和熱，但一直無法有效地收集和利用它。亞歷山大·埃德蒙·貝克萊爾是一位法國科學(xué)家，在研究半導(dǎo)體和光的關(guān)系時，他發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體在受到光照后可以產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象，這就是光伏效應(yīng)。利用半導(dǎo)體的光伏特性，可以制造出光伏電池。光伏電池所形成的組件，便成為光伏電站的“發(fā)電機”。 光伏發(fā)電機功率的大小，取決于光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。不同的半導(dǎo)體材料，光電轉(zhuǎn)換效率不同。世界上第一塊單晶硅太陽電池的效率為6%；第一塊多晶硅太陽電池的效率是5%。之后，隨著科學(xué)家的不斷探索和發(fā)現(xiàn)，不僅制成了硅太陽電池，而且制成了化合物和有機物太陽電池�？萍脊ぷ髡咄ㄟ^改進(jìn)太陽電池的加工工藝，使光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高。目前，實驗室太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率最高可以達(dá)到40％；工業(yè)化生產(chǎn)的電池轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)接近25％。即便如此，與火力電站、水力電站和核電站相比，光伏電站的發(fā)電功效還是太低。為了達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用的電力功效，只能鋪設(shè)大面積的光伏陣列，這就需要占用大面積的土地來建設(shè)光伏電站。美國在20世紀(jì)70年代就是這樣做的。德國和日本則不同，它們的國土面積太小，也沒有大量的荒漠，因此在20世紀(jì)90年代，他們提出了“光伏屋頂計劃”，把光伏電站放到了屋頂上，促成了光伏與建筑的結(jié)合。 光伏與建筑一經(jīng)結(jié)合，便顯示出了它的優(yōu)越性。建筑設(shè)計師們自從接受了光伏電站的模式，就把它融入到建筑設(shè)計中，于是出現(xiàn)了光伏采光頂、光伏幕墻、光伏窗、光伏遮陽、光伏篷、光伏亭等等。 當(dāng)我們縱觀光電建筑的由來、梳理光電建筑發(fā)展脈絡(luò)的時候，我們會發(fā)現(xiàn)，在光電建筑這一存在的現(xiàn)象背后，有一代代科學(xué)家的研究和探索；有不同國家政策制定者的敏銳洞察；有眾多工程師的聰明才智；有無數(shù)企業(yè)家的夢想與魄力。正是這一切力量的涓涓細(xì)流，在科學(xué)精神的指引下，匯聚成了一股時代發(fā)展的洪 |
