摘要:太阳能属于低污染、无噪音、安全性高、操作简单、分布式之再生能源系统,它的利用对于低尖峰用电、环境保护等有极大帮助。 若将太阳热能、光电能、光能等直接作为使用建筑物之能源,那可降低对化石能源的依赖,使建筑物的使用更环保,减少对环境的冲击。近年来太阳能技术发展已有许多项目与建筑物的相结合。
关键词:太阳能 技术 建筑物 应用研究
前言
应用在建筑物上的太阳能技术可分为三大项目,第一项是太阳能光电板在建筑物上之利用。第二项是太阳热能在建筑物上之利用。第三项为太阳光在建筑物上之利用。本文对太阳能光电系统的构成作整理,并对太阳能光电系统在建筑物上应用的形式做一整理。
一、太阳能发电系统在建筑上之利用
太阳能光电系统依其系统组成和负荷种类可做如下的分类。市电并联型系统及独立型系统,而市电并联型又可区分有回购电及无回购电,而独立型系统又可区分为专用负荷(如交通标志、街路灯等)及一般负荷。
1.独立型系统
独立型系统是一种仅以太阳电池作为电源,供应负荷耗电的系统。白天太阳能电池所发的电供给一般负载或家电使用,如有多余的电力则储存在蓄电池内,以作为夜间照明或电器等的电源使用,所以其限制性是须配合蓄电池使用。此外,亦有仅在白天利用太阳电池直接驱动的型式。其不与公共电力网衔接,较大的独立系统通常与柴油发电机或水利涡轮机结合。
2. 市电并联型系统
这是一种白天利用太阳电池所产生之电力供应设施负担,雨天或夜间则由并联的商用系统经由变流器(通常是与当地的电力网衔接)获取电力的系统。当太阳电池发出的电多于设施内负荷所需的消费电力时,可将剩余电力流回商用系统者称之为“有逆潮流(回送电力)”,反之,若在设施内负荷即耗用完的系统则称为“无逆潮流”。此为较具经济性的使用方式,现今世界各国都在向此目标推动。
二、 建材一体型太阳电池模板
(BIPV)所谓建材一体型太阳光电系统(BIPV)乃是开发具有建材功能之太阳光电模版(PVmodule),然后以建筑设计手法将太阳能光电模版导入建筑物本体,让BIPV的系统组件不止可以发电并且也是建筑外壳的一部份。因此BIPV是一种可反应风土气候之被动式(passive)绿色建筑设计手法,其不仅具有发电及储能的经济效益,更可进而替代既有建材,降低初制成本,并且结合遮阳处理、采光照明等设计手法,以获得建筑节能效益。
太阳能光电板做为建筑面材或构材的一部份,亦给予建筑物更深一层的定义,即使建筑物活化、有机化。建筑物从传统的〝被动式〞构架走向〝主动式〞的格局,建筑物的外表不仅是做为外壳,亦有发电、储热等其他主动功能。BIPV在建筑物中,主要应用在屋顶(设置于屋顶上或直接作为屋顶之构材)、外墙(双层墙或直接作为外墙构材)、遮阳板(取代传统做法,以太阳能光电板做为遮阳板)。