開(kāi)發(fā)新能源和可再生清潔能源,是21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具有決定性影響的五項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域之一。充分開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能是世界各國(guó)政府可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略決策,其中光伏發(fā)電則最受矚目。太陽(yáng)能光伏發(fā)電遠(yuǎn)期將大規(guī)模應(yīng)用,近期可解決特殊應(yīng)用領(lǐng)域的需要。
20世紀(jì)90年代以來(lái),在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推動(dòng)下,可再生能源技術(shù)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。據(jù)專家預(yù)測(cè),21世紀(jì)中葉太陽(yáng)能和其它可再生能源能夠提供世界能耗的50%。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和建筑的完美結(jié)合體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的理想范例,國(guó)際社會(huì)十分重視。國(guó)際能源組織(IEA)在1991和1997相繼兩次起動(dòng)建筑光伏集成計(jì)劃,獲得很大成功,建筑光伏集成發(fā)電系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
①具有高技術(shù)、無(wú)污和自供電的特點(diǎn),能夠強(qiáng)化建筑物的美感和建筑質(zhì)量。
②光伏部件是建筑物總構(gòu)成的一部分,除了發(fā)電功能外,還是建筑物耐氣候的外部保護(hù)層,具有多功能和可持續(xù)發(fā)展的特征。
③可實(shí)現(xiàn)分布型的太陽(yáng)輻射和分布型的建筑物互相匹配。
④建筑物的外墻能為光伏系統(tǒng)提供足夠的面積。
⑤不需要額外的占地面積,省去了光伏系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu),省去了輸電費(fèi)用;PV陣列可以代替常規(guī)建筑材料,從而節(jié)省安裝和材料費(fèi)用,例如昂貴的外墻包覆裝修成本有可能等于光伏組件的成本,如果將光伏發(fā)電系統(tǒng)集成到建筑施工過(guò)程,安裝成本又可大大降低。建筑光伏集成系統(tǒng)既適用于居民住宅,也適用商業(yè)、工業(yè)和公共建筑,高速公路音障等,既可集成到屋頂,也可集成到外墻上;既可集成到新設(shè)計(jì)的建筑上,也可集成到現(xiàn)有的建筑上。光伏建筑集成近年來(lái)發(fā)展很快,許多國(guó)家相繼制定了本國(guó)的光伏屋頂計(jì)劃。建筑自身能耗占世界總能耗的1/3,是未來(lái)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的最大市場(chǎng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)和建筑結(jié)合將根本改變太陽(yáng)能光伏發(fā)電在世界能源中的從屬地位,前景光明。
專家預(yù)計(jì),21世紀(jì)前半期的30~50年代,光伏發(fā)電量將超過(guò)核電發(fā)電量。1997年世界發(fā)電總裝機(jī)容量約2000GW,其中核電約400GW,約占20%,世界核電目前是收縮或維持,而我國(guó)屆時(shí)核能將發(fā)展到約100GW,這就意味著世界光伏發(fā)電將達(dá)到500GW左右。1998年世界光伏發(fā)電站累計(jì)總裝機(jī)容量800MW,以2040年計(jì)算,這要求光伏發(fā)電年增長(zhǎng)率達(dá)16.5%,這是一個(gè)很實(shí)際的發(fā)展速度,前提是光伏系統(tǒng)安裝成本至少能和核能相比。
當(dāng)前影響太陽(yáng)能光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用的主要障礙是它的制造成本太高,在眾多發(fā)電技術(shù)中,太陽(yáng)能光伏發(fā)電仍是成本最高的一種,因此,發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的主要目標(biāo)是通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有的制造工藝,設(shè)計(jì)新的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu),開(kāi)發(fā)新穎太陽(yáng)能電池材料等方式降低制造成本,提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。近年來(lái),光伏工業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展的趨勢(shì),發(fā)展的特點(diǎn)是:產(chǎn)量增加,轉(zhuǎn)換效率提高,成本降低,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
原標(biāo)題:建筑光伏一體化集成發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)