作為建筑節(jié)能最重要的應(yīng)用形式之一，光伏建筑一體化(BIPV)正在從概念走向落地。越來越多的人意識到，將光伏組件與建筑材料融于一體，對于光伏產(chǎn)業(yè)和建筑行業(yè)是雙重利好，并在此過程中掀起了一場綠色發(fā)展的新革命。
杭州某戶用光伏瓦項(xiàng)目
據(jù)國家住宅與住宅環(huán)境工程技術(shù)研究中心推算的數(shù)據(jù)：
2020年我國建筑總面積將達(dá)到700億平方米，其中可利用的南墻和屋面面積為300億平方米，按照可用面積的20%用于安裝光伏系統(tǒng)計算，屆時可安裝光伏的建筑面積約為60億平方米。
根據(jù)每20平方米安裝1kW光伏系統(tǒng)進(jìn)行計算，2020年建筑光伏最大裝機(jī)容量可高達(dá)3億kW。
按中東部地區(qū)年平均利用小時數(shù)為1200小時，則2020年建筑光伏發(fā)電量約為3600億kWh，約相當(dāng)于4.5個三峽電站的全年發(fā)電量(按三峽電站2013年全年發(fā)電量828.27億度計算)。
青海省國投大廈建筑光伏一體化項(xiàng)目
光伏建筑應(yīng)用主要適用場所不僅僅是各類建筑物(如城市和農(nóng)村的建筑屋頂、高耗能企業(yè)廠房等)，還有公共設(shè)施和構(gòu)筑物。可廣泛適用于住宅、商業(yè)大樓、學(xué)校、醫(yī)院、機(jī)場、鐵路站臺頂棚、公交車站頂棚以及工廠車間的屋頂，同時還可作為建筑結(jié)構(gòu)的功能部分，取代部分傳統(tǒng)建筑構(gòu)件如屋頂板、瓦、窗戶、建筑幕墻遮雨棚等，形成分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，即發(fā)即用滿足電力用戶的部分用電需求，降低建筑能耗。
今年4月，工信部、住建部、國家能源局等6部門聯(lián)合發(fā)布《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2018~2020年)》(以下簡稱《計劃》)，其中就安排開展智能光伏建筑及城鎮(zhèn)應(yīng)用示范。
《計劃》明確提出，在有條件的城鎮(zhèn)建筑屋頂(政府建筑、公共建筑、商業(yè)建筑、廠礦建筑、設(shè)施建筑等)，采取“政府引導(dǎo)、企業(yè)自愿、金融支持、社會參與”的方式，或引入社會資本出租屋頂、EMC節(jié)能服務(wù)合同管理等多種商業(yè)模式，建設(shè)獨(dú)立的“就地消納”分布式建筑屋頂光伏電站和建筑光伏一體化電站，促進(jìn)分布式光伏應(yīng)用發(fā)展。
在六部委進(jìn)一步明確智能光伏建筑的應(yīng)用方向后，巨頭企業(yè)加快了進(jìn)入該領(lǐng)域的腳步。
作為全球最大的煤炭生產(chǎn)公司、火力發(fā)電公司、風(fēng)力發(fā)電公司和煤制油煤化工公司，國家能源集團(tuán)近日在2018中國西安光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇暨展覽會上首次展示了銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化(CIGS-BIPV)核心技術(shù)展示單元平臺。國家能源集團(tuán)總經(jīng)理凌文還在現(xiàn)場透露，集團(tuán)在重慶設(shè)立的銅銦鎵硒組件公司中，量產(chǎn)化的第一批組件到今年年底就會生產(chǎn)出來。
成立于2008年的龍焱能源科技股份有限公司(下稱“龍焱能源”)是目前世界上三家、中國唯一一家可量產(chǎn)碲化鎘薄膜電池的廠家之一。公司共同創(chuàng)始人、營銷總監(jiān)包鋼在接受新華網(wǎng)記者采訪時表示：碲化鎘技術(shù)在建筑光伏一體化中有獨(dú)特優(yōu)勢，對光線的吸收是硅材料的100倍，但技術(shù)難度非常大。
“碲化鎘這個技術(shù)確實(shí)優(yōu)勢很多，但是壁壘也非常高”，包鋼說，在產(chǎn)業(yè)化的過程中遇到了很多的困難，技術(shù)源于國外，龍焱能源在實(shí)現(xiàn)中國制造到中國創(chuàng)造的9年過程中面臨過很多艱苦，現(xiàn)已開發(fā)出擁有完全獨(dú)立自主知識產(chǎn)權(quán)的整套CdTe組件的生產(chǎn)工藝和核心設(shè)備，建立了一條全自動化、全國產(chǎn)化的CdTe薄膜太陽電池組件生產(chǎn)線。
北京國家大劇院幕墻及采光頂項(xiàng)目
包鋼稱，碲化鎘電池具有溫度系數(shù)低，弱光性好，熱斑小的獨(dú)特優(yōu)勢，在建筑光伏一體化方面能夠發(fā)揮非常大的作用。他介紹，國家大劇院舞美基地的光伏幕墻和光伏采光頂，中國的光伏博物館的墻體和整個建筑的頂面都是采用碲化鎘薄膜組件實(shí)現(xiàn)的。
嘉興科技館建筑光伏一體化項(xiàng)目
其它央企和國企在光伏建筑一體化領(lǐng)域的布局：
1、2016年12月27日上海電氣的公告稱，擬與原神華集團(tuán)(現(xiàn)國家能源集團(tuán))及德國Manz公司就“銅銦鎵硒技術(shù)”進(jìn)行合作。2017年，三方合作成立了蘇州曼茲新能源裝備有限公司，12月21日，重慶神華CIGS薄膜太陽能電池組件項(xiàng)目正式開工。這家由國家能源集團(tuán)、上海電氣和重慶兩江新區(qū)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)股權(quán)投資基金三方出資設(shè)立的企業(yè)，一期項(xiàng)目年產(chǎn)規(guī)模306MW，未來將成為國內(nèi)最大的銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能組件生產(chǎn)線。
2、2018年1月15日，另一家中央企業(yè)中國建材旗下的凱盛科技集團(tuán)有限公司與徐州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)簽約，投資建設(shè)銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池生產(chǎn)及設(shè)備制造項(xiàng)目。據(jù)悉，該項(xiàng)目一期投資20億元、建設(shè)300MW的太陽能電池生產(chǎn)線。
3、地方國企方面，2017年12月份，來自山西的同煤集團(tuán)、大同市經(jīng)濟(jì)發(fā)展投資有限公司與長期在薄膜光伏發(fā)電領(lǐng)域布局的民營企業(yè)漢能集團(tuán)宣布其共同投資的第一條50MW產(chǎn)線開始投產(chǎn)。
4、而在施工應(yīng)用上，包括中建集團(tuán)等建筑類央企也早就涉足了光伏幕墻建設(shè)、施工及安裝等。
2019年世園會中國館光伏建筑一體化項(xiàng)目
中國的光伏產(chǎn)業(yè)量雖然居世界首位，但是光伏建筑的市場認(rèn)可度還比較低，數(shù)量巨大的建筑資源有待充分的利用。事實(shí)上，太陽能與建筑結(jié)合是讓太陽能成為建筑的一個有機(jī)組成部分，把先進(jìn)的太陽能技術(shù)產(chǎn)品真正融入到建筑中去，也是打造低碳、節(jié)能、環(huán)保的綠色建筑的重要方式。
光伏建筑是光伏應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域，光伏建筑一體化融合提出了建筑物產(chǎn)生能源的新概念，既節(jié)約寶貴的資源，又改變了傳統(tǒng)的能源應(yīng)用的方式，讓能源獲取更便捷，能源使用更加清潔。
“人類建筑的發(fā)展，一直是以能耗增長為代價的，而當(dāng)BIPV出現(xiàn)后，建筑開始產(chǎn)出能源，重新變得與自然和諧共生，最終將在向大自然索取和回報之間取得平衡。光伏與建筑的結(jié)合，顛覆性地改變了建筑只能耗費(fèi)能源的歷史，這是建筑藝術(shù)與能源思想的雙重變革�！睒I(yè)內(nèi)人士發(fā)出這樣的感慨。
光伏建筑一體化屋頂
根據(jù)國家住建部有關(guān)數(shù)據(jù)，我國建筑能耗約占全社會總能耗的30%。光伏建筑一體化的龐大市場前景吸引企業(yè)入局，但能否加快薄膜電池在建筑上的實(shí)際應(yīng)用并降低造價已經(jīng)成為開拓這一市場的關(guān)鍵。
龍焱能源營銷總監(jiān)包鋼稱，碲化鎘具有大規(guī)模商業(yè)化的價值，目前龍焱能源碲化鎘薄膜技術(shù)的成本在30美分(2元人民幣)以下，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
BIPV薄膜發(fā)電項(xiàng)目
光伏建筑一體化介紹：
BIPV即Building Integrated PV是光伏建筑一體化，是將太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)品集成到建筑上的技術(shù)，利用閑置的建筑屋頂(含工業(yè)廠房、商場、公共建筑等)及附屬場地建設(shè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目。在生產(chǎn)清潔電力能源的同時，對建筑還有保溫隔熱，減少能耗的作用，具備良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
BIPV光伏建筑一體化有哪些優(yōu)勢呢?
優(yōu)勢一：滿足建筑美學(xué)
將接線盒、旁路二極管、連接線等隱藏在幕墻結(jié)構(gòu)中。這樣既可防陽光直射和雨水侵蝕，又不會影響建筑物的外觀效果，達(dá)到與建筑物的完美結(jié)合。
優(yōu)勢二：滿足建筑采光
針對采光要求高的建筑，采用光面超白鋼化雙面玻璃組件，通過調(diào)整電池片的排布來達(dá)到特定的透光率。透光率越大，電池片的排布就越稀，其發(fā)電功率也會越小。
優(yōu)勢三：保障安全性能
BIPV組件不僅需要滿足光伏組件的性能要求，同時要滿足幕墻的三性實(shí)驗(yàn)要求和建筑物安全性能要求，因此需要有比普通組件更高的力學(xué)性能和采用不同的結(jié)構(gòu)方式。
優(yōu)勢四：安裝方便
BIPV光伏組件取代普通鋼化玻璃，其結(jié)構(gòu)形式基本上同傳統(tǒng)玻璃幕墻能夠相通。這就使得因能BIPV光伏組件的安裝具有深厚的技術(shù)基礎(chǔ)和優(yōu)勢，完全能夠達(dá)到安裝方便的要求。
優(yōu)勢五：壽命長
BIPV光伏組件采用PVB制作能達(dá)到更長的使用壽命。選用光伏專用電線，偏大的電線直徑，以及選用性能優(yōu)異的連接器等設(shè)備，延長使用壽命。
優(yōu)勢六：綠色環(huán)保
BIPV建筑物能為因能光伏系統(tǒng)提供足夠的面積，不需要另占土地，BIPV建筑可自發(fā)自用，減少了電力輸送過程的費(fèi)用和能耗。杜絕由一般化石燃料發(fā)電所帶來的嚴(yán)重空氣污染，這對于環(huán)保要求更高的今天和未來極為重要。
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