垂直表面的光伏組件功率輸出嚴格取決于周圍的結(jié)構(gòu)和地面,因為它們可能反射光。研究表明,周圍屋頂上的高反射涂料使光伏立面的發(fā)電量增加了48%。
另外通過改變周圍表面和地面的反射率,測試建筑物上每個光伏單元表面的光伏組件發(fā)電功率也會受到影響。在測試建筑物和相鄰建筑物上逐漸增加光伏組件安裝面積,會降低光伏組件的轉(zhuǎn)換能力。
▲ 嘉興光伏科技館--整個建筑在設(shè)計上貫徹了光伏概念,外立面采用碲化鎘光伏發(fā)電玻璃幕墻,屋面采用碲化鎘光伏發(fā)電玻璃和晶硅光伏板組合形式,發(fā)出的電一部分用于建筑本身用電負荷,一部分并網(wǎng)到大電網(wǎng),賣電獲得收益。
相比之下,增加垂直面的光伏組件覆蓋率可以將光伏發(fā)電量提高60%。研究小組表示,在建筑物垂直面安裝光伏的最佳生產(chǎn)率與外墻光伏覆蓋率(占整個可用區(qū)域表面的40%-60%)有關(guān)。
盡管建筑物的垂直面不是最佳光伏安裝角度(垂直面的年太陽輻射量明顯低于水平屋頂),但如果要達到零能耗建筑目標,垂直面安裝光伏是必然趨勢,因為僅靠建筑物屋頂安裝光伏是不夠的,研究小組表示。垂直面安裝的光伏系統(tǒng)在午間的任一側(cè)都比水平安裝的系統(tǒng)獲得更高的峰值輻照度,從而減少了能源生產(chǎn)和需求之間的不匹配。
▲ 光伏幕墻--采用龍焱碲化鎘(CdTe)透光發(fā)電玻璃作為建筑構(gòu)件,一方面具備普通幕墻的隔熱保溫和美觀功能,每年還可發(fā)數(shù)萬度綠電,為用戶節(jié)省購買傳統(tǒng)玻璃建材費用的同時,產(chǎn)生的光伏電力還可以轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟收益,同時實現(xiàn)了從被動節(jié)能到主動產(chǎn)電的綠色建筑理念。
要實現(xiàn)建筑物碳中和,在不消耗土地的情況下,利用建筑物外墻安裝光伏產(chǎn)生能源是必然選擇,研究小組科學家Fossa表示:“我認為這將在未來10年內(nèi)發(fā)生。”