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荷蘭光伏建筑的大規模應用

   2013-09-14 中國建設報21920
核心提示:荷蘭地處歐洲西北部,瀕臨北海,在日耳曼語中荷蘭意為低地之國,其國土有一半以上低于或幾乎水平于海平面。為了生存和發展,荷蘭人竭力保
荷蘭地處歐洲西北部,瀕臨北海,在日耳曼語中“荷蘭”意為“低地之國”,其國土有一半以上低于或幾乎水平于海平面。為了生存和發展,荷蘭人竭力保護原本不大的國土,有序利用現有資源并十分重視環境保護。基于本國能源安全和溫室氣體減排的國際義務,荷蘭政府對可再生能源發展采取了積極支持的態度,從20世紀80年代開始可再生能源的開發和利用,并于20世紀90年代末進入了發展高峰期。在此背景下,荷蘭的光伏建筑由建筑單體發展到城市規模的建筑群,尼烏蘭 Nieuwland 光伏住區是其中的典型代表。

尼烏蘭住區是荷蘭中部城市阿麥斯福 Amersfoort 的一片新開發居住區,在當地政府和電力供應商的支持下,尼烏蘭建成了全球首個規模達1兆峰瓦 太陽能裝置容量計算單位 的光伏住區。該住區包括500多棟住宅以及學校、幼兒園、運動中心等社區配套建筑,這些建筑上安裝了總面積達1.2萬平方米的光伏組件,年發電量達1兆千瓦時,相當于300戶家庭的用電量。荷蘭當地政府和電力公司在該地區發展光伏住區的考慮是:探討太陽能光伏大規模應用對城市形態的影響,通過大規模使用光伏材料降低其生產成本,在光伏建筑設計和光伏電力系統設計上積累經驗,驗證光伏系統運行維護方式和產權運作模式等。

參與尼烏蘭光伏住區建設和運作的各方機構和人員都在過程中獲取了寶貴的經驗。從建筑師和規劃師的角度而言,光伏住區的設計有很大的挑戰性。為適應充分利用太陽能的要求,規劃道路的走向須以東西向為宜。在建筑形體的設計上要考慮光伏的因素,在屋面和墻面留出合適的安裝位置。建筑的光伏屋頂不是簡單用光伏組件替代原有的建筑屋面材料,而要在構造上兼顧光伏材料和屋面防水問題。在有些住宅的設計過程中,開發商希望看到光伏住宅帶有歐洲古典建筑的風格,但實踐證明這點難度太大,帶有高技派特色的光伏材料更適合以現代派的建筑形象出現。為嘗試新的建筑造型,建筑師考慮了改變光伏材料的顏色、設計不同尺寸的光伏組件等,他們希望用更新奇的設計來提高大家對光伏技術的興趣,推進其普及和應用。總的看來,尼烏蘭住區證明了在城市尺度下大規模應用光伏技術完全可行,而且建筑師如果在設計早期能得到更多的幫助和支持,并與其他專業人員密切配合,將有助于提升光伏建筑的設計水準。

對于光伏組件的各個供貨商而言,該項目不僅提供了大規模的市場,也成為驗證和比較光伏產品及其系統各項性能的實驗場。項目初期出現了諸如逆變器不匹配、電路連接有誤等問題,項目后期設備方面的問題就大大減少了。
 
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