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編者按：光伏建筑一體化是眾多發(fā)電技術(shù)中最值得期待的一項(xiàng)能源革命技術(shù)，第二代光伏建筑一體化產(chǎn)品面臨諸多挑戰(zhàn)。

建筑光伏一體化BIPV(Building Integrated Photovoltaics) 是應(yīng)用光伏發(fā)電的一種新概念：在建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)外表面結(jié)合建筑材料形成光伏與建筑的結(jié)合，光伏發(fā)電提供電力。

在眾多可再生能源發(fā)電技術(shù)中，光伏發(fā)電是最具備普適性、分布式的發(fā)電技術(shù)，也是最值得期待的一項(xiàng)能源革命技術(shù)。

目前，在新建建筑中系統(tǒng)集成綠色智能發(fā)電系統(tǒng)建筑，已成為各國的共識，也是建筑發(fā)展的趨勢。2018年5月9日，美國加州能源委員會(huì)(CEC)全票通過全美首個(gè)應(yīng)用光伏系統(tǒng)的建筑標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)要求加州包括單戶型住宅和公寓在內(nèi)的三層及以內(nèi)新建住宅樓都必須安裝光伏板。新標(biāo)準(zhǔn)將于2020年開始實(shí)施。

2018年5月9日，美國加州能源委員會(huì)(CEC)全票通過全美首個(gè)應(yīng)用光伏系統(tǒng)的建筑標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)要求加州包括單戶型住宅和公寓在內(nèi)的三層及以內(nèi)新建住宅樓都必須安裝光伏板。新標(biāo)準(zhǔn)將于2020年開始實(shí)施。

建筑光伏一體化是集約理念下未來城鎮(zhèn)化建筑形態(tài)與分布光伏能源系統(tǒng)整合的有機(jī)體，能最大限度實(shí)現(xiàn)建筑體內(nèi)能源自循環(huán)，最大限度減小對外部電力系統(tǒng)的依賴，所以建筑上集成光伏發(fā)電系統(tǒng)(BIPV)將會(huì)成為綠色智能建筑的主流形式。

但是，由于傳統(tǒng)光伏組件產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)用于建筑光伏一體化應(yīng)用場景存在重大的缺陷，使得BIPV市場發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于地面光伏電站，同時(shí)現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于建筑一體化仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。

美國加州布朗州長2018年9月簽署一項(xiàng)法案，提出加州要在2045年實(shí)現(xiàn)100%清潔能源供電。

BIPV® --從上世紀(jì)90年代至今，由于更多的是采用薄膜電池技術(shù)，主要發(fā)力在薄膜電池技術(shù)路線上。但由于薄膜電池一直與晶硅電池在地面電站的競爭中始終處于劣勢，最后均大多數(shù)轉(zhuǎn)向建筑光伏一體化和移動(dòng)能源領(lǐng)域，且存活企業(yè)非常少，2012年全國超過40家薄膜電池企業(yè)，今天仍在活躍的基本只剩中建材和漢能為主少數(shù)幾家。

薄膜電池在光伏幕墻方面具有較好的優(yōu)勢，幕墻也是主要應(yīng)用領(lǐng)域。缺點(diǎn)是應(yīng)用場景不多，發(fā)電效率低，且基本只能用于新建建筑。由于規(guī)格型號少，建筑的多樣性也很難滿足。價(jià)格高昂，作為光伏發(fā)電站基本沒有投資價(jià)值，更多的為建筑提供環(huán)保與人文主義表現(xiàn)。在幕墻方面的售價(jià)大約是2000~3000元/M2，發(fā)電功率80W/m2，投資回收期一般都超過15~25年;而美國特斯拉的雙玻琉璃瓦BIPV已經(jīng)超過25年的投資回收期。

晶硅產(chǎn)品的BIPV目前在BIPV市場上主要采用雙玻組件產(chǎn)品，用于陽光房屋頂較多，極少數(shù)示范項(xiàng)目用于玻璃幕墻，但因美觀度差，除早期一些示范項(xiàng)目外，未見大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。

歐洲市場在過去幾年采用平面瓦板加密封圈模式，在戶用大坡度屋頂上成功的實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件化的安裝。由于大量采用微型逆變技術(shù)，屋面構(gòu)件式平板瓦具備較好的導(dǎo)水性能，單面散熱功能，下面可鋪裝保溫材料，每塊構(gòu)件瓦板獨(dú)立運(yùn)行，采用低壓直流(低于60V)，較好的實(shí)現(xiàn)了建筑與光伏的一體化構(gòu)造。

該技術(shù)也被導(dǎo)入國內(nèi)，但基于市場競爭因素，被異化為采用傳統(tǒng)組件產(chǎn)品規(guī)格，采用密封條防水，直流電纜為高壓直流(600~1000V)，存在一定的安全，漏水風(fēng)險(xiǎn)。

最近兩年，中國市場又出現(xiàn)了采用現(xiàn)行傳統(tǒng)組件配套導(dǎo)水槽的安裝方式，用于代替屋頂材料(面層)，被大家籠統(tǒng)的稱為建筑光伏一體化(BIPV)。盡管從表現(xiàn)形式上可以看著是BIPV，但在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)組件因?yàn)榉阑鹦阅?，防水結(jié)構(gòu)，室內(nèi)防潮，光伏組件通風(fēng)散熱與屋頂需要保溫的矛盾等問題，實(shí)質(zhì)上并不能大規(guī)模應(yīng)用于建筑一體化體系。同時(shí)，面對屋面檢修踩

構(gòu)件式光伏的應(yīng)用因?yàn)楣夥牧铣杀镜某掷m(xù)降低，構(gòu)件設(shè)計(jì)的日益完善，跨界建筑師+光伏設(shè)計(jì)人才的涌現(xiàn)，開始越來越多的融入建筑一體化應(yīng)用場景之中。

光伏遮陽板是一個(gè)實(shí)用和兼具發(fā)電功能的建筑構(gòu)件(配件)。但本圖的設(shè)計(jì)顯然仍需改進(jìn)，提高美觀度。

琉璃瓦式的BIPV產(chǎn)品，從外觀上是目前已知BIPV產(chǎn)品的精品，兼顧發(fā)電和建筑美學(xué)，缺點(diǎn)是單位面積容量低，價(jià)格高昂，仍是高壓直流系統(tǒng)。

結(jié)論

建筑光伏一體化BIPV產(chǎn)品未來趨勢，主要是分布式應(yīng)用的大規(guī)模發(fā)展，溯本求源，回歸光伏發(fā)電應(yīng)用的常態(tài)模式，應(yīng)該是與建筑物結(jié)合的主要應(yīng)用模式才是未來的主流。

主要表現(xiàn)在：各類建筑屋頂(尤其在工業(yè)廠房和商業(yè)建筑，民用建筑的屋頂和農(nóng)業(yè)設(shè)施屋頂)是最主要的應(yīng)用場景。其次是隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，疊加移動(dòng)用能的發(fā)展需求，充電站、高速路圍擋等應(yīng)用場景成為第二大應(yīng)用主流場景。薄膜路線的BIPV仍將在幕墻領(lǐng)域成為主流。

同時(shí)，市場正在呼喚真正能夠與建筑一體化光伏產(chǎn)品，它應(yīng)該首先具備建筑材料必須的功能(防水，防潮，防火，耐候，耐用)，然后才是光伏發(fā)電的功能。

第二代BIPV，首先是建筑材料，其次才是光伏發(fā)電。或許如此，就真的迎來光伏產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展的春天!

原標(biāo)題：競標(biāo)建筑材料市場，第二代光伏建筑一體化產(chǎn)品面臨諸多挑戰(zhàn)