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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)
日期:2019-11-26   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:chengling 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
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(CEC)全票通過全美首個應(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年開始實施。

2018年5月9日,美國加州能源委員會(CEC)全票通過全美首個應(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)整合的有機體,能最大限度實現(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)展遠遠低于地面光伏電站,同時現(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月簽署一項法案,提出加州要在2045年實現(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。價格高昂,作為光伏發(fā)電站基本沒有投資價值,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)示范項目用于玻璃幕墻,但因美觀度差,除早期一些示范項目外,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)件瓦板獨立運行,采用低壓直流(低于60V),較好的實現(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。

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,但在實際使用中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)組件因為防火性能,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,實質(zhì)上并不能大規(guī)模應(yīng)用于建筑一體化體系。同時,面對屋面檢修踩

構(gòu)件式光伏的應(yīng)用因為光伏材料成本的持續(xù)降低,構(gòu)件設(shè)計的日益完善,跨界建筑師+光伏設(shè)計人才的涌現(xiàn),開始越來越多的融入建筑一體化應(yīng)用場景之中。

光伏遮陽板是一個實用和兼具發(fā)電功能的建筑構(gòu)件(配件)。但本圖的設(shè)計顯然仍需改進,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),缺點是單位面積容量低,價格高昂,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。其次是隨著電動汽車的發(fā)展,疊加移動用能的發(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,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?;蛟S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)
 
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來源:赫里歐新能源
 
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