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摘要：近年来，经济快速发展，社会不断进步，光伏发电技术的应用迎来了前所未有的重大发展机遇，如何采取有效方法与措施，切实推进光伏发电技术与建筑一体化的深度融合，成为业内广泛关注的焦点课题之一。文章首先介绍了光伏发电与建筑一体化技术的基本内容，从光伏器件作为屋顶材料等方面，探讨了光伏发电与建筑设计一体化的组织形式，并结合黄河水电光伏产业技术中心建筑光伏幕墙安装工程项目案例，就光伏发电技术与建筑一体化的实际应用展开了探讨，阐述了个人对此的几点浅见，望对光伏发电技术的有效应用有所裨益。
关键词：光伏建筑；一体化；问题；解决方法
引言
光伏建筑一体化组件主要运用太阳能发电的形式，解决城市日趋庞大的能源消耗问题，我国新能源汽车人均保有量、单位建筑地下停车充电桩的增加，提升了城市区域用电负荷的高效性、灵活性。光伏建筑一体化以城市建筑为依附，一方面缓解了城市区域建筑群长时间高强度用电等情况，另一方面，由于光伏建筑一体化的发电率较高，可降低发电的成本，实现城市区域性供电调配，降低了城市对周边大型传统能源电厂的依赖。随着民众环保意识的不断提高、智能型城市的推广，光伏建筑一体化已逐步成为一种主流发电形式。
1光伏系统运行原理
光伏系统运行主要利用太阳能进行能源的转化和供应。经过长时间的研究，研究人员对光伏系统原理进行了深入的分析，掌握具体的操作手段与方法，下面就分别进行论述与分析。第一，光伏电池，内部含有庞大的资源量，属于可再生能源，但是在实际开发利用过程中，存在较大的困难。经过研究人员的不懈努力，把光伏电池作为重要的转换器，实现了太阳能与电能的合理转化，运行原理就是光生伏打效应。在太阳光照射到光伏电池上以后，电池能够充分吸收内部的能量，生成光生电子，受到电池内建电场的影响，光生电子和空穴就会被分解成电压，产生电能。由于光伏电池在能源储存和转换方面能够满足实际生产的基本需求，具有良好的利用发展前景。第二，光伏发电系统在推动光伏建筑一体化技术发展过程中，发挥着十分重要的作用。为了充分光伏电池的利用效率，提升太阳能转化成电能的效率，防止出现资源的浪费，创造更多的经济效益。太阳能电池单体是光伏转换的最小单元。在通常情况下，研究人员需要对太阳能电池单体进行一定的处理，比如串并联的处理，在完成封装以后，组成光伏组件。为了满足实际输出功率，技术人员组件再次进行串并联，形成高输出功率的光伏方阵，为以后发电创造良好的条件。
2光伏建筑一体化存在的问题
2.1光伏组件的温度效应问题
光伏组件不同于其他太阳能热利用设备，光伏组件的温度越高，光电转换效率会越低。在光伏建筑一体化的应用过程中，光伏组件的负温效应会影响光伏建筑一体化。在建筑市场上，常见的单晶硅电池和多晶硅电池的温度响应系数为-0.45--0.35，非晶硅电池的温度响应系数比晶硅电池的温度响应系数高，通常在-0.2左右，光伏组件的测试标准为太阳辐射1000W/m2，电池的温度为25℃，在实际的应用过程中，难以达到上述标准。外界环境温度为25℃、天气情况良好，地面的太阳能辐射可达到1000W/m2，开放式支架的光伏组件板温一般将达到50-60℃，导致晶硅光伏组件的输出功率下降到10%-13%。组件背部未与建筑结合，易导致通风不良、散热较差的问题发生，板温比开放式支架的组件温度高5-10℃。在光伏建筑一体化的设计中，若对光伏组件考虑不周或安装不合理，受光伏组件的温度升高的影响，将导致输出功率下降15%-18%甚至更多。
2.2光伏建筑的设计都需要考虑阴影与遮蔽问题
相关研究表明，阴影对光伏电池的影响严重，即使有小部分阴影也能造成不成比例的能量损失。由于城市中的建筑物往往比较密集，所以阴影与遮蔽是不得不考虑的问题。为了解决此问题，安装前必须对周围环境进行考察，为了防止出现阴影等情况，应仔细确定安放光伏组件的地点。
3光伏建筑一体化存在的问题的解决方法
3.1光伏组件温度效应的解决办法
光伏组件的散热技术可分为主动式、被动式，主动式散热系统可采用的流体包括空气、水、制冷剂等。由于水的比热和导热系数较高，可冷却光伏电池板，试验表明采用喷洒光伏板面、正背面水冷、水浸冷却的等方式，使光伏电池板的工作温度降低22-30℃，光电转换效率提升10.3%-14.1%。目前主流的光伏组件为光电光热一体化，其产品类型可分为热管水冷式、吸热板芯式，降低了光伏电池板工作时的温度，运用工作时产生的热量，保障建筑温度的稳定性。被动式散热无须输入额外能量，相较主动冷却效率较低、速率较慢。被动式散热结构简单、质量轻便、更换成本较低，由于高层建筑上部空气流速较快、流速方向单一，使用被动式散热可提升换热效率。通过改变电池组设计、增加涂层、与热管相结合等方式提高光伏电池组的输出功率，降低热斑效应。应注意由于我国南北温差较大，在选用散热方式时应考虑当地的气候条件及城市布局，以太阳辐射量、温度及风速等数据为基础，以经济、环保政策及建筑样式等数据为条件，选择最优的散热方式，为光伏建筑一体化提供可行性的解决方案。
3.2尽可能的提高光伏系统的效率
从技术上研发效率更高的光伏组件以供使用。每个案例应该针对具体情况进行具体的设计来满足不同建筑的不同需求，例如可以让太阳能电池组件尽量处于一个效率相对高的工作温度；针对不同建筑物的立面和屋顶，可以采用不同的逆变器的连接方式，选用集中逆变或者使用微逆变器提高系统的效率，采用最大功率点跟踪技术以及对这项技术进行优化，以最大化地利用太阳能；光伏组件在安装的时候要尽量选择光照充足的方位，在不影响美观的前提下，要尽量做到以最佳倾角安装。
3.3光伏幕墙技术的应用
经济社会快速发展大大提高了人们审美品味，在城市建设与发展中更加注重建筑工程外在表象特征，使幕墙装饰方法在建筑工程领域占据了愈发重要的地位。光伏发电技术与建筑一体化的实际应用还可将建筑幕墙作为发电载体，在玻璃幕墙内部植入双玻璃光伏组件替代普通材料，使建筑幕墙在具备传统隔音、降噪、隔热效果的同时，具备光伏发电功能，最大限度上利用太阳能光照资源，有针对性地达到绿色控制的良性效果。此外，光伏幕墙技术还可将光伏器件与建筑外墙窗、遮阳板及其它建筑构件等有效衔接起来，实现一体化设计与运行，根据实际需求的变化营造特定景观视觉效果。
3.4降低建筑能源消耗
产能型建筑最优先的设计目标是要做到自给自足，所以设计一栋产能建筑就是一个系统化的工程。家里的电器一般要选用能耗最低的电器，供暖系统和供热系统可以选用以太阳能作为能源的设备，使用能源控制系统对发电、储电和用电进行合理化的管理。新风系统可以将建筑物排出的废气中的热量进行回收再利用，减少热量的浪费，不仅可以对储能设备进行智能监管，防止储能元件温度过高，对电器设备造成损坏，同时也可以对储能设备的充放电进行控制，完成储能设备对电器供电方式的合理再分配。
结语
在光伏建筑一体化的生产过程中，相关技术人员应针对可能出现的问题，及时找出问题的关键并进行考察、整理和排查，以减少相关组件问题的发生，提升光伏建筑一体化产品的质量。除此之外，我国应积极借鉴国内外的先进经验，结合实际建设情况，制定完善的光伏建筑一体化的经营管理制度。
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