【摘要】进入二十一世纪之后，各个行业的迅猛发展，对能源需求量猛增，导致不可再生能源不断减少，甚至带来能源危机。面对该现象，国家开始讲发展目光放在可再生能源上，降低不可再生能源的使用，以此控制能源危机带来的威胁。在建筑行业，传统建筑耗能较多，不符合国家推行的绿色发展战略，对此，推行节能建筑，成为该行业发展关键。太阳能作为洁净能源，其的合理利用，成为未来建筑设计趋势。文章探讨了太阳能光伏发电系统及建筑一体化，以供参考。
【关键词】太阳能光伏；发电系统；建筑一体化
前言：在2014年时，国家财政部、住建部对于加快绿色建筑的发展提出了指导意见，并计划在保障性住房建筑中全面遵照绿色建筑的标准，力求在次年增加绿色建筑面积超过10亿平方。绿色建筑，主要是指在建筑全生命周期中，最大限度节能、节水、节约土地面积、节约建材、保护环境、境地污染等，为人们提供高效、适用且健康的空间，实现建筑和自然的和谐共存。在绿色建筑中，太阳能光伏发电系统作为重要部分，其与建筑一体化对于绿色建筑发展具有重要意义，下文对此展开探讨。
1、太阳能光伏建筑一体化定义
太阳能光伏和建筑一体化，是一种将太阳能光伏发电系统应用到建筑中，实现两者一体化的技术，英文名称为Building Integrated Photovoltaic，简称BIPV，该项技术是绿色发展战略下衍生的技术，不仅拥有外围护结构Integrated功能，还能够自主产生电能源，供建筑运转。BIPV，作为建筑物生成能源这一概念下的产品，并不等于太阳能光伏和建筑的相加，主要是根据现代化建筑对节能、安全、环保、美观等的多种要求，将太阳能光伏发电系统作为建筑中的一个体系，成为建筑工程中的一个程序，同步设计、施工与验收，并同时投入使用，后期同步管理，使其成为建筑有机组成的一部分，促进两者有效融合。
2、太阳能光伏建筑一体化的类型
2.1、独立安装型
独立安装型主要是指在建筑施工中，将普通太阳电池板以特殊装配件连接到建筑结构体上。该装配方式优势在于：普通太阳能电池板能够在多个制造厂大批流水线生产，成本低廉，能够独立安装，也能够装设在建筑结构体中。缺陷在于：其并不能代替建筑材料，建筑材料与太阳能电池板重叠，导致材料浪费，增大了施工成本。并且，独立安装型的建筑一体化，并非是在建筑上简单叠加太阳能光伏发电系统，而是将发电系统看做独立元素，通过将两者整合，形成独特建筑造型。
2.2、建材安装型
在太阳能光伏建筑一体化施工中，建材安装型主要是在建材生产时直接将太阳电池芯片封装在特殊建材中，或者直接加工成独立建材形式，如：幕墙单元、屋面瓦单元、外墙单元等，都是装设太阳电池芯片的建材。在建材生产中，应为特殊建材的外表设计防雨结构，以模块拼装施工，实现发电功能和建材功能的一体化，降低施工成本。两种类型相比，建材安装型对技术要求较高，因为，其不仅承担着发电职责，还承担着防水、强度、保温等建材职责。并且，太阳电池芯片的适用建材尺寸不同，难以在同一生产线生产，部分甚至需要人力操作，成本相对较大[1]。但是，与国外相比，我国劳动力价格较低，太阳电池组件在国际上根据竞争优势。
3、太阳能光伏建筑一体化对房地产行业的影响
因光伏建筑一体化响应国家绿色发展战略，国家在政策与资金上的支持，为其的发展提供了动力，同时，为普通建筑的发展带来阻碍。随着光伏建筑一体化不断推广，我国光伏建筑必然不断增加，导致光伏发电量增加，光伏发电量增加，近期内，建筑行业可能引入量化发电指标、零能耗建筑指标，甚至构建科学标准的建筑物与评价体系，使群众真正了解到光伏建筑的优势，并引发群众热潮，为光伏建筑一体化的发展带来群众支持。而群众的积极响应，光伏建筑市场将迅速扩大，并在短时间进入临界容量，为光伏建筑一体化的模块生产奠定市场基础。并且，光伏建筑一体化的推广，房产商必然能够从中获得明显经济效益，为其的产业化奠定了基础[2]。国家各项优惠政策的发出，加快了光伏建筑房地产发展步伐，为自动化建筑模块的生产线建立创造了条件。而生产线的建造，建筑成本下降，为光伏建筑房地产的发展提供了推动力，进而推动高新技术产业与我国国民经济的发展。
4、太阳能光伏发电系统及建筑一体化
在城市内建筑工程中，光伏发电系统的建设，重点在于建筑光伏一体化的设计。因此，光伏系统应作为新建工程和建筑工程设计同时进行，两者统一规划、设计与施工也应同步，方能真正实现太阳能光伏建筑的一体化。若在已经建设完毕的建筑上融入建筑一体化，应保障建筑结构与电气的安全性，保障建筑工程的节能效果。
在民用建筑中引进光伏系统，应依照工程建设所处地理位置与气候特征、太阳能资源等，对建筑的布局、间距、朝向与群体结构进行科学设计，满足光伏系统的设计，使光伏发电系统真正与建筑成为一体。同时，海英依照光伏组件一年运行时间、日照条件、运行中的峰环境、维护管理、经济情况等考虑，选择适宜的光伏组件，保障光伏组件适用于当地建筑，达到绿色节能效果。注意：在风速较大区域，应制定科学的防风措施。在雨水较多的区域，应做好防水措施。
光伏组件设置时，应依照建筑外形针对性设计，保障两者的协调性。在安装光伏组件时，倾斜角度必须根据当地纬度选择，使太阳能电池板尽可能获得最大太阳辐射量。光伏组件的安装方位应依照当地具体情况选择朝向正南，或者正南偏东方向，亦或者朝向西边30°等。注意：避免光伏组件装设在绿化植被、建筑设施遮挡处，若无从选择，也应保障光伏组件每日日照情况在4h左右。且光伏组件不能快约建筑的变性缝，另外，光伏组件所连接的建筑组件持续、荷载、规格等需要涉及，预埋件与支撑龙骨等应根据国家规范涉及，保障预埋件施工定位无误[3]。
另外，在光伏发电系统安装中，应注意防雷措施。因为，在光伏发电系统内，电缆较多，线路较长，为雷击电磁脉冲的生成、传播与耦合提供了良好条件。因为，电磁脉冲可能来源于云中放电，可能是由对地雷击，而光伏发电系统在对外连接时，长距离电缆在诸多大范围会受到雷击电磁脉冲影响，沿着电力电缆、通信电缆等反馈至机房、用户电器中，带来巨大损失。对此，在太阳能光伏发电系统及建筑一体化时，应该做好防雷措施。其一：电缆、埋地进出建筑物等，应设置金属屏蔽层，并将屏蔽层和接地体等电位连接。其二，电源应逐级加装浪涌保护器，实现多层防护，降低雷击带来的威胁。其三，建筑物内，应对综合布线设置保护管。其三，对于直击雷，应制定避雷针、避雷带或者避雷网，降低雷击带来的影响。
5、总结
总而言之，社会在不断发展，建筑工程应该积极发展，追求高新技术和节能减排，引进太阳能光伏发电系统，实现光伏建筑一体化，以此进一步提高建筑科技性，保障建筑工程节能型，推动建筑行业进一步发展。
参考文献：
[1]李娜. 太阳能光伏发电系统及建筑一体化探析[J]. 科研, 2016(8):00004-00004.
[2]马彬, 张波, 赵科巍. 太阳能光伏发电技术与应用探析[J]. 能源与节能, 2017(8):89-90.
[3]李朋超. 光伏建筑一体化技术的应用[J]. 安装, 2019(4):61-64.