前言：單晶體光伏發(fā)電幕墻是一種高科技建筑外殼，不儀滿足阻燃、隔熱和消聲等建筑物理要求，還可抵御惡劣天氣，集節(jié)能、環(huán)保、自然于一體，充分體現(xiàn)以人為本的沒計理念。主要介紹了此種幕墻的工作原理及特點，同時著重介紹了光電幕墻的安裝工藝。本系統(tǒng)的成功應(yīng)用節(jié)約了后期使用中帶來的相應(yīng)電器照明系統(tǒng)的維護、更換、清洗以及能源損耗費用。
  光電玻璃幕墻是當(dāng)今太陽能利用的光伏發(fā)電工程中重要產(chǎn)品之一，現(xiàn)已成世界能源產(chǎn)業(yè)中走俏的“朝陽工業(yè)產(chǎn)品”。據(jù)介紹，1997年世界光電玻璃幕墻組件(產(chǎn)品)為122萬矗，年增長率為38．5％，1998年的年增長率為29％，1999年的年增長率為22％；權(quán)威人士估計，進入2l世紀(jì)的今后幾年里，世界對光電玻璃幕墻的需求年增長率將會穩(wěn)定保持在20％左右的良好勢頭里，前景十分誘人。
  l工程概況
  環(huán)境保護部履約中心圖書閱覽室屋頂外圍采用單晶體太陽能光伏發(fā)電幕墻(下簡稱“光電幕墻”)容量20kW，與大樓并網(wǎng)發(fā)電，外觀和實用均能兼顧。
  2工作原理及特點
  將已安裝于幕墻的電池板串聯(lián)連接好，分別引出總的正、負(fù)極，每兩組引入一個陣列接線箱。通過橋架，將陣列接線箱的線引至光伏設(shè)備問的并網(wǎng)逆變器，再通過配電柜，將并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換的電能送至配電室，完成大樓太陽能系統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電，實現(xiàn)與大樓配電系統(tǒng)的一體化。其主要特點和優(yōu)勢如下。
  1)光電幕墻可滿足抵御惡劣天氣的所有要求，也可滿足建筑物理要求，比如阻燃、隔熱和消聲等。同時，光電幕墻本身還具有很強的裝飾效果。
  2)光電幕墻減輕了環(huán)境負(fù)擔(dān)，因為它保護自然資源免受損失。特別是太陽能電池發(fā)電不會排放二氧化碳或產(chǎn)生對溫室效應(yīng)有害的氣體，也無噪聲，是一種潔凈能源，與環(huán)境有較好的相容性。
  3)光電幕墻不需燃料，不產(chǎn)生廢氣，無余熱，無廢渣，無噪聲污染，可用來發(fā)電，是一種可以產(chǎn)生經(jīng)濟效益和綠色環(huán)保效益的高科技新產(chǎn)品。
  3施工工藝
  3．1光電幕墻安裝施工工藝
  測量放線一主梁安裝一橫梁安裝一玻璃安裝一耐候膠的嵌縫、封頂、封邊一清洗。
  3．1．1測量放線
  施工前根據(jù)土建軸線及各層標(biāo)高將各層主梁、橫梁位置確定。 
  3．1．2主梁安裝
  1)將主梁通過不銹鋼螺栓與支座相連，支座再通過螺栓與預(yù)埋件固定。按主梁軸線及標(biāo)高位將主梁標(biāo)高偏差調(diào)整至不大于3mm，軸線前后偏差調(diào)整至不大于2mm，左右偏差調(diào)至不大于3nma。
  2)相鄰2根主梁安裝標(biāo)高偏差不大于3mm，同層主梁的最大標(biāo)高偏差不大于5mm。
  3)主梁找平、調(diào)整時，垂直度可用吊錘控制，平面度由2根定位軸線之間所引的水平線控制。安裝誤差控制：標(biāo)高為-I-3mm；前后為±2mm；左右為-I-3mm。
  3．1．3橫梁安裝
  1)主梁與橫梁用防噪聲墊片與鋁合金安裝角碼通過不銹鋼螺絲相連，要求安裝牢固，接縫嚴(yán)密。
  2)相鄰2根橫梁安裝角碼的水平標(biāo)高偏差≤lmm。
  3)同一層安裝角碼安裝應(yīng)由下向上進行，當(dāng)安裝完一層高度時，應(yīng)進行檢查、調(diào)整、校正、固定，使其符合質(zhì)量要求。
  4)調(diào)整好整幅幕墻的垂直度、水平度后，加固好主梁，然后進行安裝角碼安裝，對角線誤差≤lmm。
  3．1．4光電幕墻安裝
  1)玻璃安裝時，應(yīng)將塵土和污物擦拭干凈，將鍍膜面朝室內(nèi)，非鍍膜面朝外。
  2)玻璃與構(gòu)件避免直接接觸，玻璃四周與構(gòu)件凹槽底保持一定空隙，每塊玻璃下部不少于2塊彈性定位墊塊，墊塊寬度與槽口寬度相等，長度不小于100ram，玻璃兩邊嵌入量及空隙符合設(shè)計要求。
  3)玻璃四周橡膠條按規(guī)定型號選用，鑲嵌平整，橡膠條長度應(yīng)比邊框槽口長1．5％一2％，其斷口留在四角，斜面斷開后拼成預(yù)定的設(shè)計角度，并用粘結(jié)劑粘結(jié)牢固后，嵌入槽內(nèi)。
  4)玻璃窗框兩面采用壓縮性聚氯丁橡膠連續(xù)密封墊(預(yù)先放置密封墊在窗門槽一面，然后壓入密封墊于另一面)，采用連續(xù)的“濕封”方法，確保完全防水。
  3．1．5耐候膠嵌縫、封頂與封邊
  當(dāng)玻璃安裝好后，應(yīng)進行密封處理及對墻邊、幕墻頂部及底部等進行修邊處理。打密封耐候膠時應(yīng)特別注意：①充分清潔板材問間隙，不應(yīng)有水、油漬、灰塵等雜物，應(yīng)充分清潔粘結(jié)面，加以干燥；②為調(diào)整縫的深度，避免三邊粘膠，縫內(nèi)應(yīng)滿填聚氯乙稀發(fā)泡材料(小圓棒)；③打膠厚度應(yīng)在3．5—4．5mm，不能太薄或太厚，且膠體表面應(yīng)平整、光滑，玻璃清潔無污物。封頂、封邊、封底應(yīng)牢固美觀、不滲水，封頂?shù)乃畱?yīng)向里排。
  3．1．6清洗
  光電幕墻施工完畢，進行一次室外全面徹底清洗，保證工程能圓滿達(dá)到竣工驗收標(biāo)準(zhǔn)要求。
  3．2電氣管線敷設(shè)安裝施工工藝
  并網(wǎng)設(shè)備置于10層光伏發(fā)電設(shè)備間內(nèi)，并網(wǎng)逆變設(shè)備轉(zhuǎn)換的電能通過配電柜，經(jīng)電纜由9層強電豎井送至地下配電室，完成太陽能系統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電。本樓地下室一層設(shè)總配電室，光電幕墻按組串接后，共分14組，每組引出2根線(為“+”、“一”極)，每兩組進入一個陣列接線箱，共進入7個陣列接線箱(兩組進人1個接線箱)，其主要施工工序為：光伏幕墻PVC管敷設(shè)一橋架敷設(shè)一穿線(纜)工程施工一配電柜(箱)安裝一并網(wǎng)逆變器安裝一系統(tǒng)調(diào)試。 
  3．2．1PVC管敷設(shè)
  采用彈性固定卡將管路固定于鋼梁上，光伏幕墻的各路走線通過接線盒匯集于主線路PVC管，若單管長度不夠，可采用PVC專用接頭對管路套接。
  1)將已安裝于幕墻的電池板串聯(lián)連接好，即：使相鄰的2塊電池板正、負(fù)極相接(公插接母插)，每組的串聯(lián)接法如圖1所示。

  整個系統(tǒng)串聯(lián)組數(shù)共分14組，每組分別串接。
  2)每組串接后，共產(chǎn)生14組線，每組導(dǎo)線分別引出(用JBQ-4型導(dǎo)線)總的正負(fù)極，套上編號，兩組匯至一個陣列接線箱。
  3．2．2金屬橋架敷設(shè)
  1)電纜橋架應(yīng)盡可能在建筑物、構(gòu)筑物上(如墻柱梁、樓板等)安裝。
  2)電纜橋架的總平面布置應(yīng)做到距離最短，又滿足施工安裝、電纜敷設(shè)要求。
  3)梯架或有孔托盤水平敷設(shè)時距地高度不低于2．5m；線槽、無孔托盤距地高度不低于2．2m。但敷設(shè)在電氣專用房間(如配電室、電氣豎井)內(nèi)除外。
  4)橋架垂直敷設(shè)時，在距地1．8m以下部分應(yīng)加金屬蓋保護，但敷設(shè)在電氣專用房間內(nèi)時除外。
  5)幾組電纜在同一高度敷設(shè)時，各相鄰電纜橋架問應(yīng)考慮維護、檢修需要，一般不宜小于0．6m。
  6)電纜橋架水平敷設(shè)時，支撐跨距一般為1．5～3m，垂直敷設(shè)時，固定點間距不大于2m。橋架彎曲半徑小于300mm時，應(yīng)在距彎曲段與直線段接合處300～600mln的直線段側(cè)設(shè)支撐，當(dāng)彎曲半徑大于300mm時，還應(yīng)在彎曲段中部增設(shè)一個支吊架。在進出箱、柜和變形縫及丁字接頭的三端500mm內(nèi)設(shè)支撐。
  7)電纜橋架可用脹管螺栓或在預(yù)埋鐵上焊接固定。
  8)直線段鋼制電纜橋架超過30m，鋁合金或玻璃鋼制電纜橋架超過15m時，應(yīng)有伸縮節(jié)，連接采用伸縮連接板�？缭浇ㄖ�物伸縮縫處應(yīng)設(shè)置伸縮縫或伸縮板。
  9)電纜在橋架內(nèi)的填充率，電力電纜不應(yīng)大于40％，控制電纜不應(yīng)大于50％。
  10)電纜或?qū)Ь�在橋架內(nèi)不應(yīng)有接頭，接頭應(yīng)設(shè)置在接線箱內(nèi)。
  3．2．3穿線(纜)工程施工
  1)考慮導(dǎo)線(電纜)截面大小，根數(shù)多少，將導(dǎo)線(纜)與帶線綁扎，綁扎處做成平滑錐形狀，便于穿線。
  2)穿線前核實護口是否齊全，管路較長、轉(zhuǎn)彎較多時，要在管內(nèi)吹入適量滑石粉。 
  3．2．4配電箱(柜)安裝
  確定陣列接線箱位置，用膨脹螺栓將陣列接線箱固定在九層吊頂內(nèi)；配電柜位于10層光伏專用設(shè)備問，離墻保持60cm的距離(見圖2)。 

  3．2．5并網(wǎng)逆變器安裝

  1)將支架固定好，在墻上標(biāo)好打孔孔位，可以使用支架作為打孑L模板(見圖3)。

  2)將并網(wǎng)逆變器掛至固定支架上，利用上面的固定鐵板放好圖3固定支架逆變器，防止側(cè)滑。
  3)通過M6×10的螺絲擰人支架底部的螺孔，將逆變器和支架固定在一起。
  4)檢查所有固定點，確保逆變器已牢固固定。
  3．2．6系統(tǒng)調(diào)試
  光電幕墻到陣列接線箱所用線纜型號為WI)Z-4 ㎜²；從陣列接線箱至光伏設(shè)備間線纜型號為BV-6 ㎜²；從光伏設(shè)備間到地下1層配電室的電纜型號為ZRYJ-V4×10+1×6。當(dāng)所有工作完成并驗收合格后，完成總接線，實現(xiàn)并網(wǎng)操作。
  3．3光電幕墻安裝與維護
  1)安裝地點要選擇光照比較好，周圍無高大物體遮擋太陽光照的地方。當(dāng)安裝面積較大的光電板時，安裝地方要適當(dāng)寬闊一些，避免碰損光電板。
  2)通常光電板總是朝向赤道，在北半球表面朝南，在南半球表面朝北。 
  3)為了更好利用太陽能，并使光電板全年接受太陽輻射量比較均勻，一般將其傾斜放置，光電電池陣列表面與地平面的夾角稱為陣列傾角。
  4)當(dāng)陣列傾角不同時，每月光電板表面接受到太陽輻射量會有差別。故在選擇陣列傾角時，應(yīng)綜合考慮太陽輻射的連續(xù)性、均勻性和冬季極大性等因素。
  5)光電幕墻(屋頂)的導(dǎo)線布線要合理，防止因布線不合理而漏水、受潮、漏電，進而腐蝕光電電池，縮短壽命；還應(yīng)注意光電板的散熱。
  6)光電幕墻(屋頂)每年至少進行兩次常規(guī)性檢查，時間最好在春天和秋天。檢查時，首先檢查各組件的透明外殼及框架有無松動和損壞。
  4結(jié)語
  太陽能光電幕墻集合了光伏發(fā)電技術(shù)和幕墻技術(shù)，降低了對環(huán)境的污染，同時為現(xiàn)代建筑提供一種新的美學(xué)裝飾效果，雖然短期內(nèi)沒有經(jīng)濟效益，但從建筑功能使用長遠(yuǎn)看具有較好的社會效果。