常见的安装位置主要有四种方式,其中三种为普通的光伏组件,坡屋顶直接安装、平屋顶直接安装、在屋面上平行安装;第四种则用到建材型新组件,作为屋顶的材料,安装在平面上,代替建筑材料。
在适当的位置选择适当的组件,保证发电效率尤其重要。曾雁以晶体硅电池举例:“外界温度一旦超过25摄氏度,晶体硅电池每功率的损失近千分之四,镶嵌式的安装通风差,组件升温快;立面架空安装时,由于通风条件比较好,功率损失就比较少。这种发电效率高但与建筑结合比较差的组件,安装时主要从以建筑美观为主还是以发电为主两个角度决定形式的选择。”
“装机容量有限,且在并网的时候,改变了电网的既有负荷,使电网的管理变得更为复杂,这是光电建筑一体化的难题所在。”曾雁也道出了光电建筑的困境。
抓关键要素
合理的光电建筑一体化,要有适当的组件以及合适的屋顶。光伏组件技术日益发展的同时,“优秀的屋顶资源并不多。”上海亚泽新型屋面系统股份有限公司副总经理应晓捷说。
屋顶做光伏电站的载体,包含两个要素:存量屋顶和增量屋顶。
存量屋顶是在已有建筑上附加光伏的功能,“由于在设计初期没有考虑到光伏电站,新增荷载都会造成隐患”。
已有屋顶采用材料的使用年限和光伏电站的寿命严重不符合也是制约因素之一。应晓捷说,大多数光伏电站使用寿命达到25年以上。
“如果屋顶和电站在设计前期没有在一个水平上考虑问题,两者的结合则可能出现渗漏或引发安全问题,这是我们存在的主要问题。”应晓捷说。
此外,由于导线布置不合理而埋下火灾隐患,一旦出事故,将对整个光伏电站造成严重的破坏。
屋顶产权的问题,也是光电建筑一体化待解难题。不管是合同屋顶管理还是租赁模式,屋顶产权方发生变化之后都会对投入方造成一定的损失。“改变光伏分布式的方式就显得尤为重要。”应晓捷说。
针对问题,解决方案也在不断被探索。“我们尽量在增量屋顶上做文章。”应晓捷回应,增量屋顶的特点是新建建筑从设计开始就将光伏和建筑结合在一起,将太阳能光伏发电作为建筑的一种体系进入建筑领域,纳入建设工程基本建设程序,同步设计、施工、后期管理,使其成为建筑有机组成部分的一种工程。
“我们在建筑设计初期能够考虑到后期要设计光伏电站的配套设施等,保证我们原先建筑的结构安全。我们可以在设计初期选择耐腐性更强的屋顶建筑材料,以符合光伏电站20多年的使用寿命,在前期把可能存在的问题规避掉。”应晓捷说。
“国家电网公司在分布式光伏的并网的技术、政策方面都作出了很大努力,来促进国内分布式光伏的发展。”中国电科院(300215)新能源所分布式新能源发电技术室副主任何国庆说,“随着分布式光伏装机容量越来越大,需要从技术和标准这些角度完善相应的保障,从而提出更高的技术研发和标准的要求,来提高分布式光伏的并网的友好性,促进分布式光伏与电网的协调发展。”