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杜安環(huán)保
【中國環(huán)保在線 環(huán)保示范】在可再生能源發(fā)展史上，建筑始終是其的盟友。光伏建筑一體化應(yīng)用便是如此。迄今薄膜電池不僅可以用在屋頂上，還用在建筑物的各個表面上，這就極大拓展了光電和建筑結(jié)合的容量。同時，建立“自發(fā)自用，多余上網(wǎng)”的分布式電源系統(tǒng)，使能源利用更便捷、更經(jīng)濟。
作為建筑與節(jié)能有機結(jié)合的形式之一，業(yè)界呼吁多年的光伏建筑一體化技術(shù)和應(yīng)用已來到聚光燈下。
日前，由國家能源集團牽頭實施的銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化技術(shù)與應(yīng)用研究取得重大突破：將銅銦鎵硒光伏技術(shù)與建筑工程深度融合。同時，高度集成了銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化裝配技術(shù)、光伏光熱太陽能綜合利用等多項技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上對建筑物的設(shè)計與運行進行完整集成與優(yōu)化，保證建筑物的抗震、抗腐蝕、抗風等各項舒適性指標，實現(xiàn)了真正意義上兩者的一體化。
傳統(tǒng)的太陽能光伏板與建筑是分離式的，先有玻璃幕墻，再貼太陽能電池板。大多是將太陽能光伏組件以光伏幕墻形式安裝于建筑物外立面，并未將光伏組件作為建筑物整體的一部分有機地集成進建筑物中。由于土地資源有限，集中式的電站規(guī)模正在萎縮，而更大的建筑載體，包括屋頂和地面資源有著更好的應(yīng)用空間。且建筑能耗包括從建筑材料制造、建筑施工，到人們?nèi)粘Ｔ诮ㄖ械牟膳、空調(diào)和照明等，如何讓光伏產(chǎn)業(yè)和綠色建筑深度融合也成為傳統(tǒng)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新思路。
基于此，既節(jié)約土地資源，又改變了傳統(tǒng)的能源應(yīng)用的方式，讓能源獲取更清潔的光伏建筑一體化成為各方關(guān)注焦點。公開資料顯示，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，是指吸收層由前述四種元素按照佳比例構(gòu)成的結(jié)晶薄膜太陽能電池。憑借功率衰減低、輕量化、弱光發(fā)電性能好以及外觀一致性好等優(yōu)勢，銅銦鎵硒薄膜光伏發(fā)電也被稱為“下一代非常有前途的新型薄膜太陽能電池”。而光伏建筑一體化便是銅銦鎵硒薄膜太陽能電池具發(fā)展前景的重頭戲。
而所謂光伏建筑一體化，即利用銅銦鎵硒薄膜太陽能電池將光能轉(zhuǎn)換成電能的一種技術(shù)方式。國家能源局也曾給出過明確的定義：在用電側(cè)直接建設(shè)光伏電站，單個裝機容量不超過6兆瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)。作為建筑組成部分的技術(shù)，與附著在建筑物上的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)不同，電池作為建筑物外部結(jié)構(gòu)的一部分。傳統(tǒng)的光伏電板需要平鋪或斜鋪以保證與太陽的照射角度相匹配，而發(fā)電玻璃既可以平鋪在屋頂，也可保持站立充當一塊幕墻。
正如中國工程院院士凌文介紹的，“就是太陽能電池本身就是一堵墻，但它可以發(fā)電。”薄膜太陽能電池具有層級結(jié)構(gòu)，蓋板玻璃與襯底玻璃就像是漢堡上下兩層的面包，中間的多層薄膜就像是漢堡的夾心層。利用鍍膜技術(shù)讓材料直接“長”在玻璃上，則可大大降低了生產(chǎn)成本。而該電池可定制化生產(chǎn)不同色彩和圖案的組件，可滿足關(guān)于色彩、規(guī)格等建筑美學的需求，在逐步重構(gòu)城市肌理與城市氣質(zhì)的同時，也增加了綠色發(fā)展的豐富度。
光伏建筑一體化實現(xiàn)了能源與建筑相結(jié)合，讓建筑從被動節(jié)能走向主動節(jié)能。業(yè)內(nèi)普遍認為，該技術(shù)不僅能實現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)電，緩解供電壓力，而且可以利用空氣動力學原理，達到夏天散熱、冬天保溫的效果。而相同功率的背景下，發(fā)電玻璃全年的發(fā)電量明顯高于傳統(tǒng)光伏組件。資料顯示，未來5年內(nèi)，我國城市中光伏建筑一體化可應(yīng)用面積將達17.9億平米，預計年均可發(fā)電超過600億度。
隨著產(chǎn)業(yè)化進程全面加快，光伏建筑一體化也將推動分布式綠色清潔能源的普及，讓建筑由能源消耗者轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉瓷a(chǎn)者。據(jù)測算，未來3年，整體產(chǎn)業(yè)鏈的潛在市場總規(guī)模將超過7.8萬億元，有望成為同期拉動經(jīng)濟增長的新引擎。
