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第1章 建筑设计与环境理念1

1.1 可再生的未来1

1.2 光伏建筑一体化的机遇3

1.3 低能耗设计，BiPV的前提条件4

1.4 被动式太阳能办公室和高能效办公场所5

1.5 建筑物降低能源消耗的方法8

1.6 全盘化建筑设计准则9

1.7 一体化可再生能源提供的机会10

1.8 光伏的建筑一体化属性10

1.9 光伏一体化的原则11

1.10 为建筑开发能源策略11

1.11 BiPV美学标准14

1.12 BiPV市场16

第2章 技术与一体化理念18

2.1 简介18

2.2 全盘化光伏设计18

2.3 光伏的基本要素19

2.3.1 单晶硅电池20

2.3.2 多晶硅电池20

2.3.3 非晶硅电池20

2.3.4 染料太阳能电池21

2.3.5 其他薄膜21

2.4 从太阳能电池到光伏模块和阵列22

2.5 主要设计问题25

2.6 优秀BiPV设计的选择标准28

2.6.1 自然融合28

2.6.2 顺眼的建筑形式28

2.6.3 完美协调29

2.6.4 网格与构图相和谐29

2.6.5 与环境相融合29

2.6.6 良好的设计30

2.6.7 创新的新设计30

2.7 BiPV项目的规模31

2.8 BiPV的核心设计问题31

2.8.1 维护32

2.8.2 城市方面32

2.8.3 朝向和角度32

2.8.4 建筑间距33

2.8.5 树木33

2.8.6 分区34

2.8.7 强光34

2.8.8 形式与颜色34

2.9 BiPV的整合技术34

2.9.1 坡屋顶35

2.9.2 平屋顶42

2.9.3 外立面49

2.9.4 屋檐52

2.9.5 遮光板和百叶窗52

2.9.6 透明光伏56

2.9.7 前庭和天窗光伏设计57

2.10 光伏热电联产应用58

2.10.1 原有样本59

2.10.2 光伏-热模块59

2.10.3 集中技术59

2.10.4 光伏-日光系统59

2.10.5 BiPV-热应用59

2.11 小结60

第3章 国际BiPV案例研究61

3.1 澳大利亚悉尼奥运村61

3.1.1 项目总体背景61

3.1.2 项目简介61

3.1.3 可持续房屋设计思路62

3.1.4 BiPV设计过程62

3.1.5 性能特征64

3.1.6 经验教训64

3.1.7 后续安装65

3.1.8 安装后的反馈66

3.1.9 项目组织66

3.2 奥地利：西部能量公园67

3.2.1 项目总体背景67

3.2.2 BiPV设计过程68

3.2.3 安装设计69

3.2.4 经验教训69

3.2.5 安装后的反馈69

3.2.6 项目成本拆分70

3.3 加拿大：多伦多高层屋顶70

3.3.1 项目总体背景70

3.3.2 BiPV设计过程71

3.3.3 安装设计72

3.3.4 安装73

3.3.5 实际过程中遇到的问题73

3.3.6 性能特征74

3.3.7 项目成本拆分74

3.3.8 安装后的反馈74

3.3.9 项目组织74

3.4 加拿大：威廉·法雷尔大厦75

3.4.1 项目总体背景75

3.4.2 BiPV设计过程76

3.4.3 安装设计77

3.4.4 安装79

3.4.5 性能特征79

3.4.6 项目成本拆分79

3.4.7 安装后的反馈79

3.4.8 项目组织79

3.5 丹麦：布伦特兰中心80

3.5.1 项目总体背景80

3.5.2 项目简介81

3.5.3 规划过程81

3.5.4 BiPV设计过程81

3.5.5 能源策略82

3.5.6 BiPV设计过程中的注意事项83

3.5.7 设计过程中的经验教训83

3.5.8 性能特征84

3.6 德国：弗劳恩霍夫太阳能系统研究所84

3.6.1 项目总体背景84

3.6.2 建筑理念85

3.6.3 太阳能设计特点85

3.6.4 能源理念86

3.6.5 建筑设计过程86

3.6.6 BiPV设计过程87

3.6.7 中庭屋顶设计过程88

3.6.8 模块设计88

3.6.9 电力设计优化89

3.6.10 安装90

3.6.11 实际过程中遇到的问题92

3.6.12 性能特征92

3.6.13 从项目中获得的经验92

3.6.14 项目成本拆分92

3.7 德国：塞尼峰学院92

3.7.1 项目总体背景93

3.7.2 建筑理念93

3.7.3 BiPV设计过程95

3.7.4 组件特性97

3.7.5 安装设计98

3.7.6 包括电网集成的电气配置99

3.7.7 规划审批和制度流程100

3.7.8 性能特征100

3.7.9 安装后的反馈100

3.7.10 项目组织100

3.7.11 项目成本拆分101

3.8 意大利：罗马儿童博物馆101

3.8.1 项目总体背景101

3.8.2 项目简介102

3.8.3 BiPV设计过程102

3.8.4 安装设计104

3.8.5 安装106

3.8.6 经验教训107

3.8.7 性能特征107

3.8.8 项目组织109

3.9 日本：NTT DOCOMO大厦110

3.9.1 项目总体背景110

3.9.2 BiPV设计过程111

3.9.3 BiPV设计111

3.9.4 安装112

3.9.5 性能特征112

3.9.6 项目成本拆分112

3.10 日本：J-HOUSE112

3.10.1 项目总体背景113

3.10.2 BiPV设计过程113

3.10.3 安装设计115

3.10.4 安装115

3.10.5 BiPV设计115

3.10.6 项目成本拆分116

3.10.7 性能特征116

3.10.8 安装后的反馈117

3.11 日本：东部小企业投资公司大厦117

3.11.1 项目总体背景117

3.11.2 BiPV设计过程117

3.11.3 项目组织119

3.11.4 BiPV设计119

3.11.5 安装120

3.11.6 性能特征120

3.11.7 项目成本拆分121

3.11.8 安装后的反馈121

3.12 荷兰：能源研究基金会31号楼122

3.12.1 项目总体背景122

3.12.2 项目简介122

3.12.3 BiPV设计过程123

3.12.4 光伏屋顶设计126

3.12.5 BiPV设计126

3.12.6 设计和安装128

3.12.7 性能特征129

3.12.8 项目成本拆分129

3.12.9 安装后的反馈129

3.13 荷兰：能源研究基金会42号楼130

3.13.1 项目总体背景130

3.13.2 42号楼的生态方法132

3.13.3 BiPV设计过程132

3.13.4 BiPV设计133

3.13.5 安装134

3.13.6 性能特征134

3.13.7 项目成本拆分135

3.14 荷兰：勒东容大厦136

3.14.1 项目总体背景136

3.14.2 BiPV设计过程138

3.14.3 项目组织139

3.14.4 BiPV设计139

3.14.5 安装设计140

3.14.6 光伏安装141

3.14.7 性能特征141

3.14.8 项目成本拆分142

3.14.9 安装后的反馈143

3.15 荷兰：尼乌兰住宅项目143

3.15.1 项目总体背景143

3.15.2 BiPV设计过程144

3.15.3 1 MWp尼乌兰光伏项目145

3.15.4 建筑设计理念146

3.15.5 BiPV设计148

3.15.6 安装设计148

3.15.7 规划审批和制度流程150

3.15.8 安装150

3.15.9 项目成本拆分150

3.16 韩国：韩国能源研究院超低能耗建筑151

3.16.1 项目总体背景151

3.16.2 BiPV设计过程152

3.16.3 安装设计152

3.16.4 安装153

3.16.5 性能特征154

3.16.6 项目成本拆分154

3.16.7 安装后的反馈154

3.17 西班牙：UNIVER项目155

3.17.1 项目总体背景155

3.17.2 项目组织155

3.17.3 BiPV设计156

3.17.4 监控系统描述159

3.17.5 安全系统性能159

3.17.6 能源和环境收益161

3.17.7 项目的经验教训161

3.17.8 项目成本拆分162

3.18 瑞士：ABZ公寓大楼162

3.18.1 项目总体背景162

3.18.2 BiPV设计过程163

3.18.3 安装设计164

3.18.4 安装165

3.18.5 性能特征167

3.18.6 项目成本拆分168

3.18.7 安装后的反馈168

3.18.8 项目组织168

3.19 瑞士：学生公寓169

3.19.1 项目总体背景169

3.19.2 BiPV设计过程169

3.19.3 项目组织170

3.19.4 BiPV设计170

3.19.5 性能特征172

3.19.6 项目成本拆分172

3.19.7 安装后的反馈172

3.20 英国：诺丁汉大学朱比利校区173

3.20.1 项目总体背景173

3.20.2 BiPV设计过程175

3.20.3 BiPV设计176

3.20.4 性能特征176

3.20.5 项目成本拆分176

3.20.6 安装后的反馈176

3.21 英国：多克斯福德国际商业园太阳能办公大楼177

3.21.1 项目总体背景177

3.21.2 项目简介177

3.21.3 BiPV设计过程178

3.21.4 安装设计180

3.21.5 项目成本拆分185

3.21.6 安装后的反馈186

3.21.7 小结188

3.22 美国：时报广场4号189

3.22.1 项目总体背景189

3.22.2 BiPV设计过程190

3.22.3 安装190

3.22.4 性能特征191

3.22.5 项目的经验教训191

3.22.6 项目成本拆分191

第4章 非建筑光伏构筑物193

4.1 简介193

4.2 设计思考193

4.3 实施的问题与挑战194

4.4 非建筑光伏构筑物设计策略194

4.4.1 保护194

4.4.2 技术改进195

4.4.3 设计的灵活性和适应性195

4.4.4 美观与实际改进196

4.5 城市街头设施196

4.5.1 停车计时器196

4.5.2 采用光伏照明的公交时刻表197

4.5.3 利用光伏发电的时刻表照明198

4.5.4 光伏街面信息牌198

4.5.6 太阳能发电“向日葵”光伏198

4.6 路障系统199

4.6.1 光伏路障199

4.6.2 光伏行人安全扶手199

4.6.3 光伏道路隔声屏障199

4.6.4 瑞士库尔案例分析200

4.6.5 双面光伏隔声屏障202

4.6.6 锯齿形光伏隔声屏障203

4.7 加盖构筑物与亭棚203

4.7.1 火车站的光伏屋顶203

4.7.2 光伏火车站顶棚203

4.7.3 光伏公交候车亭204

4.7.4 光伏遮阳伞204

4.7.5 ENEL光伏顶棚204

4.7.6 ENEL光伏亭205

4.7.7 光伏停车棚和加油站205

4.8 单一悬空构筑物208

4.8.1 光伏路牌208

4.8.2 光伏路灯208

4.9 复杂悬空构筑物209

4.10 其他创新设计210

4.11 小结212

第5章 BiPV的潜能及设计工具213

5.1 简介213

5.2 建筑收集阳光的能力213

5.3 建筑围护结构的全年太阳能发电量216

5.4 建筑围护结构的季度太阳能发电量216

5.5 逐日／逐时建筑围护结构的太阳能发电量220

5.6 平屋顶的作用221

5.7 BiPV在城市中的发展潜力224

5.7.1 国际BiPV潜力调查结果225

5.7.2 从建筑学角度讨论建筑上太阳能的可用面积225

5.7.3 西欧城市建筑上可利用太阳能的面积的经验数据225

5.7.4 入选的国际能源署成员国BiPV潜能测定226

5.8 整体建筑设计中BiPV设计工具的角色229

5.9 现有工具与使用目的230

5.10 光伏设计工具案例234

5.11 在全建筑环境下光伏系统前期设计的案例236

5.12 小结237

第6章 电学理论、可靠性及标准238

6.1 简介238

6.2 电力基础知识238

6.3 光伏电力基础知识和太阳能系统238

6.4 组成模块和阵列的光伏电池的布线方式239

6.5 标准测试条件和模块评级240

6.6 电力设计概念241

6.6.1 太阳能照晒最大化241

6.6.2 遮挡影响241

6.6.3 雪和冰荷载242

6.6.4 温度242

6.7 BiPV电力组件243

6.8 逆变器或电源调节器243

6.9 电力构造244

6.9.1 中央逆变器245

6.9.2 串式逆变器245

6.9.3 多行逆变器245

6.9.4 交流电模块245

6.10 系统布线246

6.11 电网互连247

6.12 监控和计价247

6.13 计量净价247

6.14 保护248

6.15 直流电侧电力构造249

6.15.1 带光伏的标准不间断电源系统250

6.15.2 带光伏的高级不间断电源系统250

6.15.3 用于计算机网络的光伏不间断电源系统250

6.15.4 直接耦合的光伏系统／直流负荷251

6.16 系统可靠性251

6.16.1 光伏阵列的支承结构251

6.16.2 光伏模块251

6.16.3 电力组件的可靠性252

6.16.4 逆变器（电源调节器）的可靠性252

6.17 标准252

6.17.1 产品标准252

6.17.2 安装规范253

6.17.3 市政电网连接253

6.17.4 监控系统的性能254

6.18 小结254

第7章 非技术性问题及市场开发策略255

7.1 简介255

7.2 BiPV技术的经济性255

7.2.1 价格趋势256

7.2.2 经济评估方法257

7.3 BiPV技术的附加值评估259

7.4 BiPV推广道路上的障碍261

7.5 国际市场部署策略262

7.5.1 市场策略262

7.5.2 国家目标计划266

7.5.3 抵扣计划和软贷款266

7.5.4 调节费率268

7.6 非政府组织的一些倡议272

7.6.1 阳光电池计划272

7.6.2 Solaris方案272

7.7 核心问题272

7.8 对于不同策略，取得成功的条件273

7.9 对于不同目标群体，应采取的措施273

7.9.1 技术方面273

7.9.2 市场方面273

7.9.3 社会方面273

7.9.4 顾客方面274

7.10 小结274

附录275

词汇表275

参考文献278

相关网站288