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北京城市副中心大运河博物馆披上"光伏战甲"

   2023-08-28 北京日报70
核心提示:作为三大建筑重要组成部分,被称为运河之舟的大运河博物馆(首都博物馆东馆)初现芳容。目前项目已进入幕墙、屋面和二次结构收尾
作为“三大建筑”重要组成部分,被称为“运河之舟”的大运河博物馆(首都博物馆东馆)初现芳容。目前项目已进入幕墙、屋面和二次结构收尾施工阶段。其中,一种既可以发电,又可以根据需要调整透光率的光伏玻璃,已经镶嵌在形似水波的金属屋面之间,成为大运河博物馆的新亮点。
 
从室外看,大运河博物馆南侧形似巨帆,高高扬起,北侧形如船只,坚实厚重,仿佛是镶嵌在城市森林中的“古韵风帆”。大厅内,阳光透过屋架上的玻璃洒入室内,在地面上形成一条条金色的影子,仿佛进入了中国古建筑的大殿。而这种玻璃在给我们带来空间震撼的同时,还有着另一个独特的功能——发电。
 
大运河博物馆结合自身大屋架的形式特点,在金属屋面上分布有364块薄膜光伏玻璃,这种玻璃可不是在普通玻璃的基础上增加薄膜电池组件,而是将建筑专用的钢化玻璃进行夹胶及中空设计后,再增设薄膜电池,实现建筑功能和发电效果的完美结合。
 
传统的太阳能组件给人们的第一印象是由很多蓝黑色的小方块组成的太阳能板,这种晶硅太阳能板用于建筑中,通常独立于建筑构件之外,无法达到与建筑的一体化设计,难以满足建筑师对建筑形式和效果的要求。而用于大运河博物馆屋架上的薄膜光伏发电玻璃,则是一种全新的光伏组件。
 
那么,这种发电玻璃与传统光伏组件相比有哪些优势呢?北京城建集团首都博物馆东馆项目执行经理贾成亮向记者揭开光伏玻璃的“面纱”。“因为薄膜太阳能电池的吸光层非常薄,其厚度介于几百纳米至几微米之间,而一般晶体硅太阳能电池的厚度为150微米至200微米,是薄膜太阳能电池吸光层厚度的近百倍。因此,与晶硅电池相比,薄膜光伏发电玻璃更容易实现建筑光伏一体化。”贾成亮说,与传统晶硅太阳能板不同,这种薄膜对全光谱吸收都较好,所以在清晨、傍晚等弱光条件下发光效果明显优于传统的晶硅电池。
 
工艺上,薄膜太阳能电池是通过镀膜工艺在玻璃基板上制备发电薄膜,再通过激光刻划工艺将膜层分割成若干子电池并进行串联。这样的一番操作下,子电池分割宽度视觉不易察觉,具有很好的颜色一致性和透光一致性。
 
此外,作为新一代太阳能电池,薄膜太阳能电池还具有节省原材料、耗能低、无污染、可大面积生产等突出优势,不仅功率输出优异,还可以通过降低太阳的热量和调控入射太阳辐射,减少建筑物空调能耗、改善自然采光效果和提高视觉舒适性,应用到建筑上也更安全可靠。“这种薄膜的透光率也可以根据需要进行调整,通常透光率为20%至40%。当然,透光率和发电效率成反比,也就是说透光率越高,发的电也就相应减少了。”贾成亮说。
 
据介绍,这些光伏玻璃发的电会就近汇入场馆内配电系统,其装机量为48.4千瓦,年发电量为5万至6万度,这些电可提供场馆二层东、西两个展厅的普通照明用电。因采用“自发自用,余量上网”的模式,冬天太阳光日照不足时,由市政电力供电,市电与太阳能电力有机结合、切换自如。目前,屋面光伏发电已基本安装完成。
 
同时,在建设中,大运河博物馆还采用高性能围护结构设计、区域能源技术、中水系统、热回收技术、一氧化碳与二氧化碳浓度监测系统、节能灯具、1级节水器具、节能电梯等多项绿色技术,最大限度降低能耗。据测算,项目投入运行后的实际碳排放约79.4公斤/平方米/年,减碳比例约37.5%,相对未采取节能减排措施的公共建筑,每年将减少约4755吨二氧化碳排放。
 
标签: 光伏
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