太阳能光伏建筑一体化的应用
光伏建筑一体化一般分为独立安装型和建材安装型两种类型。
①独立安装型。是指普通太阳能电池板施工时，通过特殊的安装配件把太阳能电池板同周围建筑结构相连。优点是普通太阳能电池板能在普通流水线上大批量生产，成本低价格便宜，既能安装在建筑结构体，上又能单独安装。缺点是无法直接代替建筑材料，使用光伏组件与建材料的重叠使用造成浪费，施工成本高。
②建材安装型。是在建材生产时，把太阳能电池片直接封装在特殊材料内，如屋面瓦单元，幕墙单元，外墙单元等。外表面设计有防雨结构，施工时按模块方式拼装，集发电功能与建材功能于一体，施工成本低。
相比较而言，建材安装型的技术要求相对更高，因为它不仅用来发电，而且承担建材所需要的防水、保温、载荷强度等要求。但是由于必须适应不同的建筑尺寸，很难在同一条流水线上大规模生产，有时甚至需要投入大量的人力进行手工操作生产。
建材安装型又分为：屋顶一体化，墙面一体化，建筑结构一体化等。屋顶一体化方式是指将太阳能电池板做成屋顶面板或瓦的形式覆盖平顶屋面或坡屋顶整个屋面，也可以覆盖部分屋面，后者与建筑的整体具有更高的灵活性。
太阳能电池板与屋顶整合为一体，一是可以最大限度地接受太阳光的照射，二是可以兼做屋顶的遮阳板，或者做成通风隔热屋面，减少屋顶夏天的热负荷。
考虑到两个方式的特点对应普及来说，独立安装型优先考虑，下面以家庭屋顶安装太阳能电池系统为例，讲述光伏建筑一体化的应用。
家庭屋顶安装分布式光伏发电系统，特指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用，多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。
一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内，与集中式电站不同，光伏电站的大小对发电效率影响很小。因此对其经济性的影响也很小，小型光伏系统的投资收益率并不比大型的低，并且就近发电就近使用减少了输配电的成本，还能够在一定程度上缓解局部地区用电紧张的情况。
但是分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦，再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积有限，不能从根本上解决用电紧张问题。大型地面电站发电是升压接入输电网仅作为发电站而运行，而分布式光伏发电是接入配电网发电用电并存，且要求尽可能地就地消纳。
根据2013年统计，国际上分布式光伏发电占光伏发电的67%左右，德国、美国、日本等主流国家的分布式光伏发电所占比例更是达到80%以上。而我国分布式光伏应用较低，我国目前仍以大型电站占绝对主导，未来家庭屋顶安装分布式光伏潜在成成长空间巨大。
屋顶并网发电全套系统包括太阳电池组件、支架、逆变器和计量表。计量表用于记录发电量和上网电度。
1. 家庭安装太阳电池组件的简单测量工具
利用万用表可以方便地大致确定太阳电池组件的方位。一般在中午11:00~1:00，通过调节发电板的方位，使太阳电池组件的电压、电流值达到最大化，此时的位置可以确定为太阳电池组件较佳角度方位。当然还要参考方位经度、纬度的理论值。
下面简单介绍万用表（MF）的使用方法。左手拿万用表，右手像拿筷子一样拿两只测笔，黑线为负极（-），红线为正极（ ）。
测直流电压（DCV）的方法:把仪表的白点放在“50”DCV的位置上，把红线头插在表面“ ”号正级上，黑线头插在表面“-”号负极上，然后把红线测点放在光伏板接线盒右边“ ”正极， 黑色特点放在光伏板接线盒左边“-”负极，此时的仪表读数为电池板的电压，一般在12~36V之间。
测量交流电压ACV的方法：把仪表上的白点对准电压“250”V档位，将红黑两支测笔任意接到交流电被测的两个点上，此时表上的数值为交流电压。测交流电时不分正负极，任意插到测点都可以。
把表的白点对准“500”档位（DCmA），然后把红线从表面拔出插到表上10A孔内，将红线正极接入光伏电池板右边正极线段，黑色负极接入左边负极线端，此时可通过调整光伏板的方位角度，使电流值达到最大化。
2. 一般家庭屋顶太阳电池系统控制器的规格和型号识别
个位数表示电压等级，
如：X1、XX1、XX2、XX3、XX4
对应：12V、12V、24V、36V、48V
十位数表示电流等级，
如：5X、10X、20X、30X
对应：5A、10A、20A、30A
例如：
51表示电流5A（安）、电压12V（伏）；
101表示电流10A（安）、电压12V（伏）；
203表示电流20A（安）、电压36V（伏）；
304表示电流30A（安）、电压48V（伏）；
小型独立光伏系统控制器的数字表示它能控制的电压和电流的最大值。控制器内部设有过充、过放、过热等保护数据。控制器内部设有显示窗口。控制器内设有工作状态指示灯。
左边第1个指示灯亮，表示光伏板正在发电（为绿灯），不亮表示光伏板没有发电，左边第2个指示灯为红色表示亏电，为黄色表示欠电压，为绿色表示正在充电，为绿色闪烁表示电已充满。左边第3个灯亮表示电流正在输出电量。
控制器内设有三路接线端，左边第一个“ ”右边“-”极接充电池负极；中间一组正极接电瓶的正极，负极接电瓶的负极，第三组用于接负载设置自动控制工作时间。
3. 一般家庭屋顶太阳电池系统转换器（逆变器）DC-AC的认识
逆变器的作用是将直流电转换成交流电，DC表示直流，AC表示交流。逆变器的功率（P）为120~1 0000W。逆变器的供电电压（DC）12V、24V、36V、48V、60V、72V、96V为直流电压，是它所适应电瓶的电压。
电瓶一块均为12V，24V为两块电瓶串联，36V为三块电瓶串联，48V为4块电瓶串联，以此类推96V为8块电瓶串联。逆变器的输出电压（AC）110V、220V为交流电压，国内一般为220V电压。逆变器的频率F为50Hz。
逆变器的波形分为纯正弦波和方波。
①正弦波的波形为圆弧形，修正直流电的难度大，转换出的电波和国家电网的电波一样，这种逆变器价格较高，可带电磁炉、微波炉等带磁场的电气，也叫高频逆变器。
②方波的逆变器输出电波形状为方形，修正直流电的难度较小，转换出的电波和国家电网电波不一样，小于50Hz对家电有损坏，会降低家电使用寿命，价格相对较低，可带电视、洗衣机、风扇等小功率容性负载，但不可以负载电磁炉微波炉等。
正弦波光伏逆变器分为高频和工频，区别在于高频的体积小，质量小，效率高，适合带任何容性负载。如电脑、电视机、打印机、传真机等开机启动没有峰值的电器；工频逆变器的体积大，质量大，转换效率相对高频较低一些。适合负载任何感性负载，如空调、冰箱、发电机等大功率启动峰值增大较大的电器。
各种家用电器启动电流峰值不同。下面就常用的家用电器启动电流峰值进行列举：饮水机为3A电流；豆浆机为3.7A电流；电磁炉为9A电流；微波炉为5A电流；电视电脑为0.3A电流；全自动洗衣机为2A电流；电饭锅为4.2A电流；电冰箱为8A电流。
当然上面所列举的启动峰值电流为根据经验所估计得出的数值，实际的启动峰值电流应根据各个设备的具体额定功率来进行具体的计算，或者直接通过实际测量得出启动峰值电流。
4. 一般家庭屋顶太阳电池系统蓄电池
蓄电池在家庭独立型或混合型光伏系统中使用，并网的家庭光伏系统可以不使用。蓄电池用于存储太阳能电池板发出的直流电。
太阳能光伏发电在系统配置中，光伏板的电压应高于蓄电池标称电压的1.5倍为最佳配置，比如光伏板的电压为17V充12V的一块电瓶最合适；再比如光伏板电压为36V，充24V的两块串联电瓶最合适。
如果配置的光伏板电压低于蓄电池标称电压的1.5倍，有时会因为电压太低充不上电；如果高于蓄电池标称电压的1.5倍，会因为电压太高充坏电瓶。
100A.h的电瓶用10A的电流充最合适，120A.h的电瓶用12A的电流充最合适，140A.h的电瓶用14A的电流充最合适。
光伏板串联增加电压，电流不变并联增加电流，电压不变，电流越大，用的导线越粗，电压越高，用的导线越细。
电瓶串联增加电压，电流不变。例如：120A.h两块电瓶串联电压为24V，电流为120A。电瓶串联时正极接负极，负极接正极。
电瓶并联增加电流，电压不变。例如：100A.h两块电瓶并联，电压为12V，电流为200A。电瓶并联时正极接正极，负极接负极。
离网光伏发电系统电压以电瓶电压为准，控制器控制的系统电流为光伏板功率除以系统电压。例如：300W光伏板除以24V电瓶，电压为12.5A电流控制器要用20A控制器。
5. 一般家庭屋顶太阳电池系统的接线方法
①光伏板的正极接到控制器左边第1组的正负极上，光伏板左边负极右边正极。
②蓄电池的正负极接到控制器中间一组的正负极上。
③逆变器直流端的正负极接到蓄电池正负极上。
④逆变器交流端接到负载上。
⑤直流LED灯正负极接到控制器最后一组正负极上。
⑥调控制器上数字显示窗口，控制灯的用电时间。
在离网发电系统中逆变器的功率决定负载的功率，负载越大用的逆变器也越大。
6. 一般家庭屋顶太阳电池系统的基本参数
功率P等于电压乘电流。即：功率P=电流*电压(P=UI)
光伏板的发电量等于电流乘电压乘日照时间。
即：光伏板的发电量=电流*电压*日照时间(W=Pt=UIt)
一般参考河南平原地区日照每瓦年发电1.15度。250W光伏板每年发电287度。
逆变器的电量需求50A/kW。1000W的逆变器每小时需50A电流，1500W的逆变器，每小时需1.5×50A=75A电流，2000W的逆变器每小时需2.0×50A=100A电流。
光伏板的发电量先存入电瓶，再经过逆变器变为交流电供家电使用，所以电瓶的放电量要大于逆变器的需求，才能正常工作，否则负载不能使用。电瓶的放电量大于逆变器的需求量越多，供电时间越长。
下面以3kW离网发电系统配置为例说明系统配置：
光伏板260W4块，采取二串二并型，电瓶4块串联。单块光伏板电压34.8V，电流7.48A，电压4块电瓶串联48V。
那么，系统功率260×4=1040W，功率1040W÷电压48V=系统电流21.6A。控制器用30A48伏的控制器，1040W太阳能板÷480A.h，电瓶完全饱和4~5小时。
关于负载工作时间的计算：
例如：60A.h电池一块，负载功率100W，电池放电系数为80%，逆变器转换率为90%，则：
电池容量（60A.h）×电池电压（12V）×电池放电系数（0.8）×逆变器转换率（0.9）÷负载功率100W=5.18小时。
该3kW逆变器离网发电系统负载单独工作时间。比如：40寸电视功率100W，单独使用30小时；电风扇功率60W，单独使用50小时；照明功率90W，单独使用33小时。
并网式光伏电站，光伏板和逆变器按1:1配置最合理。逆变器功率要大于光伏板的配置，光伏板大于逆变器功率会造成发电量流失。并网逆变器的功率大小和负载没有任何关系。
家用电优先用光伏发电的电，负载功率大逆变器的发电功率，系统会自动抽取市电补充多余功率；负载功率小于逆变器，发电功率优先用光伏电站发的电，多余部分继续输入国家电网。
蓄电池的安装。电池是必须保护的部件，电池不应直接放在水泥地上，因为这样会增加电池自放电，尤其是在表面潮湿的水泥地面上更为严重。如果用开放式电池，则必须提供放气，以免引起爆炸。任何电池均应放在那些非专业人员接触不到的地方。尤其是不能让小孩子靠近电池。
如果会出现气温低于0℃以下的天气，那么电池必须安装在水密性的盒子内，并埋于地下双动线以下或者是将电池置于能保持温度高于0℃的建筑物中。如果要买电池，应选择一个排水性的良好的地点，且为电池挖一个排气孔。
控制器和逆变器通常会与开关、保险等安装在控制中心内。控制器必须安装在接线盒中，且能把其他元件如二极管等固定在其上。过热会缩短电池寿命，故接线盒应安置在阴凉通风的地方。控制器不要与电池安装在一起，因为电池产生的腐蚀气体可能引起电子元件失效。
逆变器应安装在可控制环境中，因为过高的温度和大量的灰尘会减少逆变器的寿命，且可能引起故障。逆变器也不应同电池安装在同一个盒内，因为腐蚀气体破坏电子元件，而且逆变器开关动作时产生的火花可能会引起爆炸。
但是为了减少导线的阻抗损失，逆变器应安装在尽可能靠近电池的地方。在异变为交流电时，因为交流电压通常比直流电压高，所以逆变器输出端的导线尺寸可以缩小一些。逆变器的输入输出回路应有保险或断路器。这些保险器件应安装在醒目的位置上，且其上标注清晰。
最后还要强调的是，在安装时不要忽视接地的工作，它关系到人和设备的安全问题，应该认真对待。所有的设备的金属外壳应该做到可靠接地。太阳能电池板的金属边框、金属支架都应该做到可靠接地。
为了保障我们的生命财产安全，一定要做到安全用电。凡是有可能导致触电事故发生的地方，应该做好警示标识。放置光伏发电设备的地方应尽量和我们经常活动的区域隔离开来。有条件的地方可以加装防护网进行隔离，这样可以有效的防止人因接触碰到发电设备和线路，而发生触电事故。
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