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自工業(yè)革命以來，隨著人類活動日益頻繁及社會快速發(fā)展，由二氧化碳排放引起的全球氣候變化已成為人類面臨的最大挑戰(zhàn)之一。因此“控碳”、“低碳”的呼聲越來越高。

2020年，中央經濟工作會議也將做好“2030年碳達峰”“2060年碳中和”工作列為2021年八大重點任務之一。太陽能光伏技術、風力發(fā)電技術等可再生能源利用作為“低碳”技術代表，正在被廣泛應用。在商業(yè)建筑領域，光伏技術尤其受到關注。

本文將介紹一種將光伏與建筑結合的應用技術——BIPV（Building Integrated Photovoltaic），也被稱作為光伏建筑一體化。

BIPV——光伏建筑的展望

光伏發(fā)電是利用“光生伏特效應”將光能直接轉換成電能的一項技術，具有能源質量高、能源清潔、不受資源分布地域限制等特點。建筑行業(yè)作為“排碳大戶”，其低碳轉型的重要一環(huán)便是使用可再生清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源。BIPV作為一種將光伏與建筑結合的前沿技術，普遍被行業(yè)認為是未來光伏產業(yè)的主流發(fā)展方向。

一、光伏發(fā)電的飛躍式發(fā)展

太陽能是人類取之不盡、用之不竭的清潔能源，也被大家稱為“黃金電”。在過去幾年中，作為最受關注的新能源類型，光伏發(fā)電在技術上突破了層層壁壘，從剛開始的集中式大型光伏電站，到如今普及至商用、民用獨立光伏發(fā)電設備，光伏發(fā)電技術的成熟也使其可應用場景更加多元化。

此外，得益于光伏晶硅類、薄膜類原材料價格的下降及制造工藝上的提升，光電轉換率得到大幅提高，度電成本下降幅度也十分可觀。英國三大股票經紀商之一的伍德麥肯茲預計，中國將在2026年實現光伏發(fā)電和傳統(tǒng)燃煤發(fā)電成本持平。


二、聚焦BIPV，綠建化迎來全新發(fā)展

“十一五”規(guī)劃之后，我國就將大廈的綠建化以及智能化減排當作重中之重。相關行業(yè)也一直在向“碳中和”的目標努力。實現低碳樓宇的關鍵一環(huán)便是“能源替換”，改變傳統(tǒng)樓宇用電方式，從而實現樓宇電力“自產自用”，來達到可持續(xù)化運營。其中，太陽能光伏技術在建筑中的應用在近幾年發(fā)展勢頭十分強勁。

光伏與建筑結合主要分為兩種方式：光伏方陣與建筑的結合（BAPV），例如在屋頂上安裝光伏系統(tǒng)；光伏方陣與建筑的集成（BIPV），應用包含光電瓦屋頂、光電幕墻、光電采光頂和光電遮陽板等。

相比于BAPV是將光伏設備安裝于建筑表面，BIPV是一種將光伏組件集成在建筑上的技術。

BIPV能將光伏方陣融于建筑，成為整體外部結構的一部分，提高建筑整體利用率。因此在外觀、穩(wěn)定性、安全性和節(jié)能性等方面都具有明顯優(yōu)勢。

具體應用方面，以光伏幕墻在樓宇中的應用為例，BIPV一般采用半透明薄膜類光學玻璃材料，將傳統(tǒng)幕墻與光伏組件結合，其兼具發(fā)電、美觀、透光的作用。

通過將組件粘貼在玻璃上，鑲嵌于兩片玻璃之間，電池可將光能轉化成電能。其中的關鍵就是太陽能光電池技術，它利用光電效應使半導體材料或電解液中的電子移動，從而產生電壓。

以北京世園會中國館為例，作為世園會標志性建筑，其幕墻工程由江河幕墻承建，光伏發(fā)電系統(tǒng)由中清能承建。中國館采用的龍焱碲化鎘薄膜電池發(fā)電技術在保證40%透光率的同時能夠維持年發(fā)電量約8.3萬度，等同于200多萬只日光燈連續(xù)工作1小時的電量，相當于每年減少二氧化碳排放約70.5噸。

三、BIPV技術成為光伏能源企業(yè)聚焦點

光伏行業(yè)中的龍頭企業(yè)例如隆基股份、東方日升、天合光能、晶科能源和英利等都將BIPV納入企業(yè)規(guī)劃中，來延伸、完善產業(yè)鏈，進行產業(yè)升級。


光伏企業(yè)——英利集團早在2005年便踏上了BIPV的探索之路。在那個連光伏都沒有普及的年代，英利集團將保定“越秀大酒店”改造成了亞洲第一座太陽能發(fā)電五星級酒店，成為了中國低碳建筑的標桿。

“單晶王者”隆基股份在2020年完成了“隆頂”產品的下線及市場推廣，收購國內金屬圍護行業(yè)龍頭——森特股份 27.25%的股權，計劃結合森特股份在建筑屋頂設計、維護以及公司在 BIPV 產品制造上的優(yōu)勢，共同開拓大型公共建筑市場。

“隆頂”主要面向于工商業(yè)屋頂用戶，定位于裝配式BIPV產品；隆基的另一款BIPV產品“隆錦”，則是針對建筑外立面開發(fā)的屋面光伏產品。兩款產品的大力開發(fā)及推廣展現了隆基對進軍BIPV市場的決心。

光伏龍頭企業(yè)東方日升在BIPV技術上也推陳出新，于2021年2月推出了屋頂太陽能組件Titan S（小泰坦）系列，該系列產品在溫度系數，發(fā)電性能等方面具有顯著優(yōu)勢，可廣泛應用與居民屋頂及工商業(yè)屋頂。被網友們評為“真正的黑科技”。

結語

隨著光伏技術的高速發(fā)展，光伏電池轉換效率的提升以及度電成本的下降，BIPV的市場規(guī)模將進一步擴大。為實現碳中和這一大目標，布局BIPV也將成為新能源企業(yè)的重要一環(huán)。光伏和建筑行業(yè)的跨界融合將為兩個傳統(tǒng)行業(yè)注入新鮮血液。 

原標題：光伏“擁抱”建筑，BIPV助力實現碳中和