（1）Academy Mint-Cerne（德国）

   超过1MW的太阳电池与建筑物的屋顶和外墙相结合,要既能够遮挡一部分阳光，又能让一部分阳光射入建筑物内部是一个较难解决的问题。德国的设计师们愉到好处地应用了一种巧妙的方法：他们将不同透明度的太阳电池安装于双面玻璃之间，并且在电池片与电池片之间留出一定的空隙。面积9800m2光伏屋顶是由2900块光伏组件集成的。另外的284块组件（面积大约800m2）集成于建筑物的西南外墙上。单晶和多晶太阳电池的转换效率分别是16%和12.5%。400kW高效率的单晶硅太阳电池，在有充足阳光的时候每小时可以产生1MW·h的能量。人可以在光伏集成的屋顶上行走以进行维修。

 

（2）Solar ark（日本）

日本三洋（Sanyo）公司建成的Solar 
    ark（太阳方舟）是世界上最著名的光伏建筑物之一。“诺亚方舟的古老传说标志着人类的智慧。通过真诚和智慧，人类能够克服困难并幸存于许多自然灾难。时代改变了。21世纪的来临带来的是科技上的进步，然而也是人类自己给自己造成了巨大的灾难。大自然和人类在以后如何才能共赢？太阳方舟——21世纪的方舟——就是答案。它的洁净能源技术使得人类能与大自然和谐共处，乘着太阳方舟，海面将变得平静。”以上的一段是太阳方舟的广告语。它意味着太阳方舟是挽救人类、挽救地球的方舟，太阳能的应用在21世纪将扮演极其重要的角色。

     如图6-24所示，太阳方舟全长325mm，最高位置（两边）高37.1m，中央高31.6m，底部宽4.3m。质量3000t。方舟由5046块平板太阳电池组件组成，最大功率630kW，年发电量5.3kw/h，预计每年可以减排95tCO2，方舟可以抵抗34m/s的风速和7级的地震。

    方舟使用的是单晶硅太阳电池组件，每块重15kg，长宽厚分别是320mm、895mm、35mm。用了不得个额定功率为300kW的功率调节装置，其输入电压是270V的直流电，输出电压是440V的交流电。

    太阳方舟另外一个特色在于它用了超过77200个超亮晶晶发光二极管。发光二极管的能量消耗仅仅是氖光灯的1/7，大大地节省了能量。方舟使用的二极管有红、绿、蓝三种颜色，其发光可以通过电脑控制，产生变化的图象，视觉效果非常好。

 

（3）Santa Rita大型光伏系统

    2002年春天，美国加Alameda县成功地完成了世界第4大容量的太阳能光伏发电系统，地点是加州的SantaRita监狱的上面。SantaRita监狱是Alameda县政府房屋中最大的能量消耗场所。这是美国最大的屋顶光做系统之一，其目的是帮助Alameda县减少并稳定能源成本。

    这个充满智慧的项目通过太阳能发电使得监狱少向公共电网索取30%的电能。总容量是1.18MW，太阳电池组件的占地面积约3英亩（1英亩=4046.8m2）。在整个项目完成之前，最初安装的650kW电力光伏系统帮助监狱经受了加州的能源危机。

    该项目的完成对Alameda县和加州的好处如下。

    ①每年可以少身公共电网获取240万kW/h的电，这些电全部通过太阳能产生大大减少了电网的负荷。

    ②每年减排38万吨CO2，24000lb(1lb=0.4536kg)Nox，环境保护的作用十分明显。

    ③系统维护量很少。

    ④系统运行成本很低。

    ⑤给Alameda县增添了标志性的建筑，提高了其知名度。

    Santa Rita监狱的光伏发电工程分为三个阶段完成。

    第一阶段 
    2001年7月，在监狱个住宅区群的其中个的顶部安装519kW的太阳能光伏发电系统，并升级屋顶的冷却系统和能量管理系统。主要目的是减少加州能源危机带来的高电价。

    第二阶段 
    2001年10月，Alameda县充分利用了加州政府对太阳能应用的重视，在2个住宅群屋顶上安装了131kW的光伏系统。

    第三阶段 
    在前两次安装获得成功以后，Alameda县在2002年4月继续安装光伏发电系统以进一步降低运行费用，并证明大规模光伏发电是可行的。对能量消耗大的用户来说，在经济上也是很吸引人的。18个住宅群中的14个的顶部已经安装了平板光伏组件。

    技术创新

    ①Alameda县的光伏发电工程能够减少30%的电网用电，大大减轻了公共电网的压力。

    ②智能能量管理优化系统 
    开发了通过计算机处理的智能能量管理系统，当太阳能产生的电能减少的时候自动减少峰值功率的消耗。太阳能发电的降低可能由于太阳被云层遮住这样的天气状况产生。例如：在一个夏天的下午，如果云层遮住太阳5min，智能系统会自动地相应减少监狱的能量消耗以至于不用从电网购买额外的高价电。

    ③屋顶冷却系统 
    没有安装光伏组件的屋顶使用了特殊功能的反射涂层，可以反射65%的太阳能。这样可以有效地降低夏季屋顶的温度提高太阳电池的转换效率。

    ④使用了绝缘的底层来保护屋顶并降低建筑物内部的温度。组件与顶表面有几英寸的距离，像一把巨大的伞有效地遮挡信屋顶，这样的遮挡既降低屋顶的温度又使得屋顶的通风相对顺畅，并减少了转移到建筑物内部的辐射能。

    ⑤部分使用了拥有专利权的光伏屋瓦，这种瓦片可以安装在平坦的屋表面，而不用渗透进去，这就避免了破坏屋顶原来的结构。

    ⑥更换低效率的设备  通过不使用有破坏臭氧层的公路合物（CFCs）的高效冷却器来取代旧的冷却器。

    经济上的获利

    整个工程的造价大约9百万美元。这项工程目的是减少SantaRita监狱的用电成本并作为加州应用可再生能源的示范工程。另外，光伏系统还可以减少监狱空调的安装量。

    每年可以节省超过2.4MW/h的电量。这些节省可以通过减少对电网电量的购买而使得用户受益。另外，通过供应洁净的太阳能，光伏系统大大降低了输电配电的费用。

 

 

环境保护的作用

    光伏系统工程的应用能够大大减少排放对环境有害的气体，预计光伏组件的寿命超过25年。光伏发电可以减少24t的 和38000t的（美国能源部数据）。光伏发电的环境将就见表6-3。

（1）双面太阳的应用

（2）双面太阳电池是太阳电池的一种新形式。日本日立有限公司的生产的半透明双面太阳电池组件，在光伏器与建筑一体化方面有着令人看好的前景。这种太阳电池组件一般是垂直安装的，其优点如下。

①虽然垂直放置，但年产生的能量并不少。

②由于垂直放置，雪、沙、灰尘和鸟粪不容易落在组件上，使得组件的性能得到优化。

③减少了占地面积。

④有着广泛的应用，可以与结构材料结合。

    双面太阳电池在安装的时候一般下面向东边，背面向西边，这样两面均可以比较好地利用太阳能。双面太阳电池组件的输出功率依赖于时间，输出功率与时间的双驼峰曲线是不会在单面组件中出现的。如果需要在上午和下午耗电比较多的话，这种电池就可以大派用场了。（在日本Mito进行的实验）可以看到，一天中的输出功率也比较大。

    双面电池组件可以应用在很多方面，比如说在楼顶的四面垂直安装双面电池组件，既可以起到栏杆的作用，又美观大方，还可以产生电能。也可以作为高速公路和铁路的隔音墙、花园的围栏。双面电池组件的应用开辟了建筑物与光伏器件结合应用的新途径。