孟维扬 李鑫

摘 要 光电幕墙是一种新兴产业，但是在我国，它存在着成本高、技术复杂、适用范围较小等缺陷。对于这些光电幕墙的现实不足，本文通过数据的计算，与现实情况的比较，虚拟模型的建立，来证明废旧玻璃的回收利用可以降低光电幕墙的成本，也可以起到保护环境节约资源的作用；双层幕墙能提高太阳光能利用率，其中1000～2000mm的空气间层的发挥利用可以节约40%～50%的能源。

关键词 光电幕墙；节约资源；改进；降低成本；废旧玻璃利用；节能减排

在现代化进程中建筑幕墙设计的科学性和实用性越来越受到社会的关注。当下光电幕墙是新兴产业，它是一种高科技產品，具有发电、隔音、隔热、安全、装饰等功能，最重要的是太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生其他温室效应的气体，也无噪音，是一种洁净能源，与环境有很好的相容性。但是我国光电幕墙存在着：造价成本高、吸收光能辐射量少等问题。基于上述情况，我们希望通过研究，将太阳能电池板与普通玻璃相结合，通过普通玻璃的廉价广泛性来降低成本，将太阳能转化为电能，达到利用太阳能，节约能源，减少电能在输送过程中的损耗，以及起到适当调整室内温度的作用，而且废旧玻璃的回收再造可以起到节约资源、废物利用、保护环境的作用。我们小组建立虚拟模型的建立来确定新型光电幕墙的结构，通过数据计算，证明了废旧玻璃回收项目确实可以减少玻璃的成本造价，新型玻璃幕墙做成双层板也可以提高能量间的转换效率。

1 电玻璃幕墙改进项目的技术分析

1.1 光电玻璃幕墙的工作原理

设计光电玻璃幕墙需要考虑它的各部分元件。一套光电设备是由一个或多个变压器组成，而变压器是由每个电池组成的模板形成的小分格用导线连接起来的。光电设备在发电的时候，都是先产生直流电，直流电再转变为交流电，通过电压网传送。在玻璃中嵌入电池，把导线接在背面。模版十分坚固，符合标准。由于玻璃在正常状态下是绝缘体，所以在触摸的地方不会有被电流击中的危险。模版的造型十分美观，而且不用担心被外界环境侵扰。

1.2 光电玻璃幕墙的应用技术指标

（1）经济性

据有关资料显示光电幕墙的造价比普通的玻璃幕墙价位高200～300元/㎡。众所周知，废旧玻璃是一种可回收利用的资源，但在大部分国家废旧玻璃的利用率极低。因此我们在此改进项目中要对废旧玻璃进行回收再利用，既可以节约成本又能达到节能环保的作用。

（2）节能性

能量转换：因为光电玻璃幕墙是通过电池将光能转化为电能进行工作，然而太阳能电池转换效率很低。因此我们将太阳能电池板做成双层从而提高能量之间的转换效率。

（3）构造性能

我们将采用双层玻璃幕墙的应用，其工作原理为：在阳光照射下，内外幕墙中的空气温度逐渐升高，热空气密度稀薄，使得空气从下至上进行流动，排除热空气达到降温的目的。在室外温度低时，通过关闭外层幕墙的通风口，使幕墙内部的空气温度逐渐升高，平衡室内外温差。不论是采暖，还是制冷，与传统的玻璃幕墙相比，新型的光电幕墙都会节约大量能源。

2 光电幕墙的改进项目的经济性分析

光电幕墙的组成元件包括：电池组件、太阳能光伏电缆、并网逆变器、直流防雷设备、配电设备以及交流防雷并网配电设备。而我们的改进项目主要说到太阳能电池板与普通玻璃这两个材料的成本性能方面的问题。

2.1 太阳能电池板

光电幕墙发电面积比值：发电量=面积*日照时间*电池组件的转换效率。面积越大，功率越大，发电量越多[1]。日照时间也跟太阳光的光照有关，在阴天情况下可以用非晶硅做电池板，因为非晶硅具有弱光效应，但是在雨天不能发电。所以，天气因素影响太阳光辐射在电池组件上的功率。

2.2普通玻璃

传统的一吨平板玻璃的成本价：根据目前国内较好的水平，按照浮法普白玻璃的生产工艺，烧天然气，常规厚度生产，600吨位窑炉，按照0.83的熔成率，气耗170m3，电耗65度，水耗0.3吨，预计成本价在1100元。如果原料较差，烧煤气，用余热发电和产品质量稍微差点，预计在900元。还有一部分数据方面的信息：目前国内重油的价格为5.2元/千克左右，如果每重箱玻璃需要消耗11千克重油来计算，大约是57.2元/重箱。石油焦为1.7元/千克左右，如果每重箱需要消耗11.3千克石油焦计算，大约是19.21元/重箱。天然气的价格为2.35元/立方米左右，如果每重箱需要消耗10.8立方米天然气计算，大致为25.38元/重箱。煤焦油的价格为2.7元/公斤左右，如果每重箱需要消耗12.6公斤煤焦油计算，大约是34.02元/重箱。以上四种燃料中，石油焦的生产成本最低，因此很多生产玻璃的企业会将石油焦用作燃料。根据以上数据，我们可以将玻璃的生产成本按照所采用的燃料不同由低到高排序，分别为石油焦、天然气、煤焦油、重油。以石油焦作为燃料生产的玻璃，其生产成本大致为64.49元/重箱，即1289.8元/吨；以天然气作为燃料生产的玻璃，它的生产成本大致为70.66元/重箱，即1413.2元/吨；以煤焦油作为燃料生产的玻璃，它的生产成本大约为79.3元/重箱，即1586元/吨；将重油作为燃料生产的玻璃，它的生产成本大约为102.48元/重箱，即2049.6元/吨（生产玻璃的原料成本数据分析）。

2.3 国外对于废旧玻璃回收利用的情况

在我国，废弃玻璃包装制品的回收率在13%～15%，而在欧盟国家，废弃玻璃的包装制品回收率在50%～85%，他们还计划在近两到三年内将废玻璃回收量提升一倍。瑞士、芬兰、德国、英国、美国、俄罗斯和日本等诸多发达国家积极开展回收废旧玻璃的措施，并利用在诸如建筑等行业[2]。国外工业发达国家废旧玻璃的回收开发利用途径给了我们一个很好的借鉴，对于我们的光电玻璃幕墙的改进项目中“废旧玻璃的回收利用制成新的玻璃结构”，具有一定的参考价值。对节约成本、节约原材料、节约能源、保护环境，具有重要的意义。

3 光电幕墙的节能性

随着科技的进步与发展，环保并且节能的光电幕墙得到大力的推广。支持光电幕墙的发展不但有利于国家经济的发展，而且能实现建筑耗能向建筑节能方向改变。

根据中国建材第一网的调查显示，建筑耗能占社会总耗能的40%。现在，建筑耗能仍然保持上升趋势，我国大部分建筑都属于高耗能建筑，而建筑幕墙的耗能占建筑耗能的20%[3]。而光电幕墙不需燃料，不产生废气，无余热，无废渣，光电幕墙加装光电模板后，可节省传统的建筑材料，比如光电模板可代替抛光的自然建材。光电幕墙的改进保护了大量自然资源，也减轻了当前环境的负担。在以往发电厂内，最为常见的是利用化石燃料发电，而用光电模板每发电100千瓦时，可省油26升或者节约煤50千克，这也意味着更少排放了57克的二氧化碳、71克的二氧化硫以及75克氮氧化物。玻璃幕墙所使用的玻璃的在制作过程中不但耗能而且对环境也是一种破坏，而光电玻璃幕墙是通过电池将光能转化为电能进行工作，然而太阳能电池转换效率很低，7%的转化率的薄膜电池片，1m2年发电量为0.35kw/d[4]。因此我们将太阳能电池板做成双层从而提高能量之间的转换效率，从而达到节能减排的效果。

4 结论

我们小组进行了大量的数据计算，资料的整理分析，虚拟模型的建立，得出结论：采用太阳能电池板与普通玻璃相结合的方案，具有节约成本、高效利用能源、节能环保、无竞争对手等优点；采用的回收废旧玻璃重新利用的方案，在环保节能方面也有很大的积极作用；本项目将太阳能电池与普通玻璃应用于普通建筑中，并进行节能型方案改进，对建筑的节能环保、对太阳能的高效利用、对成本的节省等具有显著效果。

参考文献

[1]肖永清. 废玻璃回收再利用与增值[J].建筑玻璃与工业玻璃， 2014，（3）：13-16.

[2] 李婷. 废旧玻璃的回收开发利用在国外[J].湖南包装， 2014，（2）：28-33.

[3] 张乃锚. 浅谈建筑玻璃幕墙节能技术[J].建材与装饰， 2015，（6）：52.

[4] 吴伟明. 浅析节能技术在建筑幕墙设计中的应用[J].城市建设理论研究：电子版， 2015，（3）：49-50.