华夏能源

2022-11-11

导读：华夏能源互联网“光储充”如何利用光伏打造零碳建筑？2012年全国光伏建筑屈指可数，BIPV产品也非常单一。在

华夏能源互联网“光储充”如何利用光伏打造零碳建筑？

2012年全国光伏建筑屈指可数，BIPV产品也非常单一。在国家政策不断推动支持下，BIPV产品由过去传统的光伏组件，发展成为可完全代替传统建材的光伏建材，既能产生绿色电力，实现建筑耗能和产能的平衡，助力建筑碳中和，还能在外观、色彩、纹理、造型方面，装饰和美化城市环境。

在这一过程中，我国的BIPV技术由落后欧美，到如今领先全球，拥有了上千项技术专利，参与了多项国际标准的制定。独有的光学纳米镀膜技术，实现了晶硅光伏建材的色彩纹理化外观表达，颠覆了行业对晶硅产品的认知；高效能柔性技术，使我国诞生了全球首款曲面晶硅光伏瓦黛瓦；同时，我国的BIPV生产技术，也由过去的纯手工，升级为现在基于5G+IOT+AI等信息化技术的高效率、数字智能化生产线。

根据调研数据显示，在过去十年中，光伏发电成本已经下降了90%，光伏建材也由第一代的每平方米几千元，下降到现在每平方米千元左右，比不少绿色建材价格还要低。而且光伏建材还能通过光伏发电，创造环境效益、社会效益和经济效益。从全生命周期来看，光伏建材已经成为性价比更高的绿色建材应用，可完全代替传统建材，用于建筑外表皮。

亚洲最大高铁站雄安高铁站、国内首个零能耗模块化建筑上海招商璀璨城市零碳展馆、国家级零碳示范村攀枝花混撒拉村、国内首个光伏+单元式幕墙项目国电投上海世博会大楼、“未来城市”标杆暨光储直柔示范项目雄安中交科创城项目服务中心等一批优质绿色建筑都应用了BIPV技术，既满足了建筑美学要求，又加速了建筑碳中和步伐。

雄安高铁站

什么是光伏建筑一体化

▲光伏建筑示意图

定义

光伏建筑，全称光伏建筑一体化（BIPV, Building Integrated Photovoltaic），不同于光伏系统附着在建筑上的形式（BAPV，Building Attached PV），这是一种将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术，采用特殊设计的专用光伏组件，安装时替代原有的建筑材料或建筑构件，与建筑融为一体的光伏系统。

BIPV是光伏方阵与建筑的集成，如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。这种方式是光伏建筑的一体化形式，光伏组件既是发电装置，又是建筑外围结构的一部分。

优点

A.满足建筑美学的要求

在光伏建筑中，可通过相关设计将接线盒、旁路二极管、连接线等隐藏在幕墙结构中，这样既可防阳光直射和雨水侵蚀，又不会影响建筑物的外观效果，达到与建筑物的完美结合。

B.满足建筑物的采光需求

光伏建筑是采用光面超白钢化玻璃制作的双面玻璃组件，能够通过调整来达到特定的透光率，即使是在大楼的观光处也能满足光线通透的要求。需要注意的是，光伏组件透光率越大，电池片的排布就越稀，其发电功率也会越小。

C. 安全性高

▲PVB夹胶玻璃

光伏建筑使用的钢化玻璃的厚度满足国家和幕墙行业规范，而组件中间的PVB胶片有良好的粘结性、韧性和弹性，可防止冲击物穿透，即使玻璃破损，碎片也会牢牢粘附在PVB胶片上，不会脱落四散伤人。

D. 安装方便

我国各种幕墙形式都已具备较成熟的设计和安装技术，而光伏建筑的结构、形式基本和传统玻璃幕墙相同，这就使得光伏建筑组件的安装具有深厚的技术基础和优势。

E. 使用寿命长

光伏建筑使用的PVB膜具有透明、耐热、耐寒、耐湿、机械强度高等特性，并已经成熟应用于建筑用夹层玻璃的制作，不发黄，能够做到与建筑同寿命。

F. 绿色环保

•光伏建筑能为光伏系统提供足够的面积，不需要另占土地，还能省去光伏系统的支撑结构；

•太阳能硅电池是固体半导体器件，发电时无转动部件，无噪音；

•光伏建筑能够发电并自用，减少了电力运输过程中的费用和损耗，降低了输电和分电的投资和维修成本；

•日照强时恰好是用电高峰期，光伏建筑系统除可保证自身建筑用电之外，在一定条件下还可能向电网供电，舒缓了高峰电力需求，具有极大的社会效益；

•清洁的电能还能避免火力发电所带来的严重空气污染。

嘉盛光电-绿色智慧生态小镇示范项目

本项目围绕“住、用、行”等生活场景，利用光伏发电、5G 传输、人工智能、物联网等先进技术手段结合工业设计理念，集中展示光伏新能源在绿色建筑、零碳生活、智慧交通领域的创新应用成果，为新型城镇化、美丽乡村建设等提供解决方案。

以彩色的光伏屋顶瓦替代传统瓦片，彩色墙面光伏幕墙替代原有墙面保温材料，增加光伏围栏，不浪费每一处可安装绿色光伏建材的空间。

既能持续不断地利用阳光发电，又色彩绚丽、美观大方，增添建筑美感，实现了光伏与建筑的和谐统一。集中展示了绿色、低碳、智慧、互联的生活方式，为新城镇化、美丽乡村建设等提供绿色能源综合解决方案。

项目装机：45kWp

年发电量：40913kWh

节能减排：年节约标准煤14.32吨，减排二氧化碳39.97吨、二氧化硫1230千克。

合肥贡街写字楼项目

安装时间：2020年安装地点：安徽合肥安装总量：140KW 装机面积：1400㎡

这是国产BIPV光伏玻璃产品首次在实际项目中应用。近百米高的建筑外立面安装光伏幕墙，设计施工难度大，产品除了具备最基本的发电功能之外，还符合建筑气密性、水密性、平面内变形、抗风压的建筑四性测试要求，同时与传统幕墙融合。

建筑一共安装了140kW晶硅发电玻璃，年发电量可达7万度，相当于减排二氧化碳69.8吨，节约标准煤28吨，减排粉尘19.04吨、二氧化硫2.1吨。

贡街写字楼已经获批国家二星级绿色建筑评选，对当地发展绿色建筑有很好的示范意义。

天津吉宝季景天地商业中心

安装时间：2019 年

安装地点：中国天津

安装总量：336 KW

装机面积：2040㎡

※国家二星级绿色建筑

设计特点：项目采用窗间墙形式进行安装，无需改变原有建筑外墙，最优倾角保证了高发电率，窗间墙安装方式也起到了一定的遮阳作用，同时不规则排列使建筑具有较好的设计美感。整体设计兼顾了良好的发电性能、装饰性能、及遮阳性能，实现了光伏与建筑完美结合。

项目年均可发电量达到44万千瓦时，相当于减少二氧化碳排放440吨。

河北保定源盛微工坊被动式低能耗绿色建筑示范项目

源盛微工坊被动式低能耗绿色建筑示范项目是源盛城发集团高度契合国家绿色建筑发展，推进建筑由粗放型向绿色低碳型转变升级的示范建筑项目。微工坊占地3000㎡,总建筑面积约4000㎡，投资3000万元，采用现代中式简约风格、合院式布置，由四座独栋建筑组成,于2017年开工建设，2019年投入使用。

源盛微工坊是国内首座集建筑光伏一体化、被动式建筑、地源/空气源热泵、毛细管辐射空调系统等能源技术及智慧能源管控、智慧办公等智能系统为一体的零碳示范建筑。申请专利34项，荣获省市级科技进步奖6项，该项目已成功申报河北省科技计划环资专项资助项目“超低能耗建筑关键技术研究及示范”，真正实现“零碳、绿色、智慧、宜居”。

源盛微工坊总装机容量约100千瓦，建成后年发电超过10万度，对于普通房子可实现50%用电能耗的自给率，而作为被动式建筑的微工坊，除满足用电需求外，预计可实现35%的外输率，2025年总减排效益可达150万元，可以实现真正的零碳排放。

杭州西溪湿地龙蛇嘴游客服务中心

建筑荣获世界最权威绿色建筑奖项LEED最高级别认证，在满足使用舒适的前提下，最大限度节约能源消耗，最终达到比非绿色建筑节能80%的预期目标。

作为具有实用功能的绿色节能示范建筑，项目优先采用大量被动节能技术，同时大胆尝试主动式节能技术，两者结合，最大限度节约能源、使用绿色能源。如高效外围护保温体系；自然采光与通风遮阳系统；光导管、光伏发电等太阳能多重利用；地源热泵、地埋风管等多层次节能空调系统；生态资源再处理；再生速生材料运用；智能能源控制系统等。

部分素材来源：中国建材报