太陽能電池板作窗玻璃,高樓變身「發電站」_日經能源環境網

太陽能電池板作窗玻璃,高樓變身「發電站」_日經能源環境網:



《太陽能電池板一體型屋頂逐漸在住宅、樓宇及公共建築推廣》

【日經BP社報導】在採光的同時還能進行發電。已出現太陽能電池板與窗玻璃合為一體的趨勢。2012年5月建成的日本清水建設公司新總部大樓就大規模採用了此類產品。而且從室內就能簡單地進行更換。    

    既是抗震的構造體,又是可抑制來自外部的熱負荷的外牆材料,還是配置了太陽能電池板的發電裝置——在東京都中央區京橋建成的清水建設新總部大樓的外牆具有「三位一體」功能(照片3-1、3-2)。


照片3-1稜角分明的外觀

從西北側看清水建設新總部大樓。前面是昭和大街(本刊攝影)

照片3-2 「三位一體」的外牆

與太陽能電池板一體化了的玻璃厚度為18毫米,已取得不燃材料認證。該樓預定作為新建建築物取得美國綠色建築評估體系LEED的「金級」認證。
       
預製混凝土造的骨架,每塊寬3.2米、高4.2米、厚0.9米,重量為14噸。在鋁質鑄件中夾入厚度約為1釐米的緩衝材料,然後澆注混凝土。框架原封不動地成為外周的支柱及房樑,與內部的承重牆一同支撐建築物。框架還能起到遮擋日照的房檐功能。      

  一大一小2個窗戶構成1個樓層的窗戶,下側較大的窗戶上嵌入了Low-E玻璃,相當於格窗的上側小窗戶上嵌入了太陽能電池板及抗震板。        

太陽能電池板的設置總數為962枚,面積大約為2000平方米,發電容量為150千瓦時。在有辦公室的西、南、北各面安裝了可透光的薄膜型光伏板,在有洗手間等共用空間的東面,下方較大的窗戶上安裝了多結晶型光伏板,兼作圍屏(照片3-3、3-4、3-5)。



照片3-3可透光的薄膜型光伏板

在格窗部分安裝了用雷射製造出刻紋、可透視外部的薄膜型光伏板。
(攝影:清水建設)

照片3-4發電效率好的多結晶型光伏板
兼作洗手間圍屏的多結晶型光伏板。考慮到檢查及更換的方便性,將捆紮光伏板電線的接線盒安裝在了室內的玻璃端部(上方照片)。

照片3-5在施工現場完成一體化
通過疊放預製混凝土造的骨架來構築外牆。在設在施工現場1層的堆料場中,將太陽能電池板及玻璃安裝到骨架上。

用嵌合式密封墊進行固定


   這些均採用在2枚玻璃之間夾持太陽能電池板的構造,這是清水建設與夏普聯手開發出來的。發電效率薄膜型不足10%,多結晶型為15%。預計全年發電量為8.4萬千瓦時。

        新總部大樓在理論上可將照明所需能源減少到零。首先,大樓安裝了葉片可隨著太陽的位置自動活動的百葉窗,可將自然光導入辦公室內部。而且還通過組合運用LED照明等,可使照明所需的能源比普通辦公大樓減少9成。然後剩下的1成通過光伏發電來滿足。

用嵌合式密封墊進行固定

        清水建設設計本部部長荒井義人說:「我們考慮了在城市中心的超高層辦公大樓中如何充分利用光伏發電。」要想以最高的效率進行發電,只需在安裝在屋頂的空調冷卻塔上將光伏板朝向太陽排放即可。然而,這會妨礙設備的熱交換。

        雖然壁面與屋頂相比發電量下降到三分之二左右,但可以得到較大的安裝面積。荒井部長預測:「今後如果光伏板變得便宜,可以大量購買,這可能會成為在城市中心樓宇中引進(光伏發電)的一個方法。」以新總部大樓安裝的光伏板數量,可在2012或者2013年收回設備投資。

        玻璃與太陽能電池板實現一體化後,令人擔心的是更換時的風險。夏普保證光伏板的輸出功率在25年內不會下降20%以上。然而,即便光伏板不發生老化,將來更高效率的產品也可能會面世。


圖3-1 通過採用嵌合方式,可以從室內進行更換
     
荒井部長說:「儘管更換的時期及條件尚未明確確定,但我們正在下工夫保證隨時可從室內進行更換。」與太陽能電池板合為一體的玻璃,是由插入牆體溝槽中的Y形嵌合式密封墊進行固定(圖3-1)。拆下位於室內的楔狀橡膠條,即可更換玻璃。

(《日經建築》記者:小谷宏志、瀨川滋)【日經能源環境網】

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