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BIPV产业化蓄势待发

发表于:2018-09-17 14:28:44     来源:摩尔光伏

产品应向建材化和构件化发展

随着光伏行业的发展,可应用于BIPV的光伏组件也越来越多,例如有双玻组件,主流组件制造企业均可生产;有中空组件,代表企业有汉能、龙焱等;有不透光设计的组件,代表企业有Firstsolar等;有透光设计组件,代表企业有龙焱、汉能、创益等;有U型组件,代表企业有深圳优行;有多主栅或无主栅+黑色背板组件,代表企业有英利、中来、LG等;有叠瓦组件,代表企业有东方环晟、赛拉弗等;有花纹可定制的MWT组件,代表企业有日托光伏;有彩色或花纹薄膜组件,代表企业有中建材、中国投资集团、龙焱等。但是,会上有专家指出,目前用于BIPV的光伏产品都是基于光伏设计考虑,对建筑装饰的偏重较弱,因而符合建材需求的光伏产品较少。

目前,为满足建筑需求,光伏产品正朝着建材化和构件化的方向发展。比如,适合于瓦屋面的光伏瓦,适合于防水材料的柔性薄膜光伏组件,适合于幕墙和采光顶的中空光伏组件,适合于采光要求的不同透光率的光伏组件,适合于上人屋面和防火的蜂窝式光伏组件,适合于分散布局的微型逆变器,以及适合于建筑美观和防水的整体光伏屋顶构造等。

中国建材国际工程集团薄膜事业部部长殷新建介绍,中建材大面积碲化镉薄膜发电玻璃已经成功实现量产,即在普通玻璃上镀上碲化镉光电材料,,进而变成可发电的建筑材料,实现了玻璃与材料的有机结合。可替代砖头、幕墙等建材,为大规模光伏建筑一体化的实施奠定了坚实基础。另外,中建材还提出并制订CdTe材料和组件行业标准,形成CdTe薄膜光伏组件的建筑一体化技术规范。

随着适合于建筑的铜铟镓硒光伏构件、碲化镉光伏构件等产品国产化进程加速,“光伏+建筑”实际应用也正慢慢提速。

技术瓶颈与突破

建筑有新八字方针“适用、经济、绿色、美观”,从建筑角度看,光伏产品需要通过满足建材的特性来打动建筑行业,吸引建筑人的目光。真正的BIPV技术应与建筑产业对接,融为一体。光伏产品应该成为建筑构件的一部分,必须具备隔热保温、可装配、长寿命、低成本等建材特点。

解决散热难题

“目前,光伏幕墙应用比较多,但是发热问题难以解决,无论把热量导到室内还是室外都存在问题。”鞠晓磊在BIPV项目中遇到这样的问题,其他与会嘉宾也遇到同样的困难。汉能应用产品研发部首席技术官武振羽表示,在光伏电站中,组件温度可能达到90℃,而在BIPV中就能够达到120℃-130℃,甚至会更高。在汉能的研究中发现,很多组件温度达到85℃以上就不发电或者发电量很少。因此,解决光伏组件的散热,同时解决室内隔热问题是推动BIPV的一个主要技术难题。导热材料是汉能解决这一难题的研究方向,并且在低价格的导热材料上已经取得进展。

废热利用提高BIPV的经济价值,也是一个解决散热问题的途径,北京工业大学建筑工程学院建筑环境与设备工程系赵耀华主任正在带领团队研究利用高效的导热材料将光伏电池降温的同时有效利用废热为建筑提供采暖及生活热水。

光伏组件需尺寸多样

光伏组件产品尺寸不够多样化及成本问题也是常见问题。从建筑的角度来看,符合建材需求的光伏产品比较少是导致BIPV推进困难的一个主要原因。“对于建筑设计师来说,缺乏可用的光伏产品。大多数光伏组件产品都是固定尺寸的,这会限制建筑设计师的设计,但如果进行切割会影响发电,。目前能较好用于建筑上的光伏产品只有光伏瓦,有薄膜或晶硅产品,用作建筑屋顶。”鞠晓磊这样说。

武振羽认为,光伏组件尺寸多样化应该不是问题,在实际生产线里加入可调整的加工范围,并实现半自动化,这样既能规模化,又能尺寸多样化,成本也能降下来。

另外,轻质化、方便安装也是建筑行业对光伏组件的要求。

其他的问题与考虑

此外,光伏产品成为建筑构件时,要伴随建筑的整个生命周期,这就需要光伏产品的寿命与建筑的寿命相匹配,光伏故障概率达到建筑的要求才能真正在建筑领域广泛应用。

在安全方面,要对整个建筑生态系统、电力系统、能源管理系统等进行深入与透彻的研究,例如,在光伏温度超过安全值或电路出现异常时,建筑电力系统实现自动关断,从而保证建筑设施的安全和可靠。

新材料也是加快BIPV发展的必要手段。通过新材料可解决现有BIPV中的隔音隔热等问题,并可能成为降低成本的一条路径,但多种新材料的引进需要诸多测试,更需要大量资金投入。

四川大学冯良桓教授还提出BIPV应与直流用电一起提倡和推广。由于光伏发电为直流电,直流用电和BIPV结合,能带来更大的优势。在非生产、制造、铁路交通、冶炼等用电上,特别是家用、办公用电器,已完全具备直流用电的条件。中国兴业太阳能技术控股有限公司研究院副院长罗多表示兴业已参与了多项直流电项目研究,希望更多的光伏企业关注这一课题。

政策的补位

一个新兴产业的发展,政府政策往往起着重要作用。目前,我国并没有关于BIPV的针对性政策,而是参照分布式光伏发电的补贴政策按照实际使用的发电量来进行补贴,没有额外对于BIPV的补贴。光伏建筑更高的组件和安装费用、以及安装位置的发电效率折损使得发电收益与投入不成正比,投资回收期相对普通屋面分布式电站相比缺乏竞争力。

是否应该推出针对BIPV的政策?仲继寿提出,一个政府长期补贴的行业是不可能发展的。政府部门可以进行短期补贴,但是长期依赖政府,而不从新技术、新材料、新工艺的发展去降低成本是不可行的。通过材料创新、技术创新、工艺创新,去降低光伏系统成本,这才是BIPV发展根本之路。

四川大学冯良恒教授认为,政府补贴是一种形式,实际上政府可以使用很多手段促进BIPV的发展。BIPV的发展未必需要补贴政策,但是一些引导性的、鼓励性的政策是必不可少的。

总的看来,目前光伏建筑一体化还停留在光伏为主的阶段,没有上升到以建筑的角度来看待光伏的层次。以建筑的观点看“光伏+建筑”,光伏要遵守建筑的规范要求,当光伏产品完全成为符合建筑要求的构件时,BIPV必然会有蓬勃的发展。

与会专家讨论后认为,光伏要与建筑结合,那里是光伏的未来,也是建筑的未来。

光伏行业自身的发展越来越走向精细化,绿色建筑的发展也对节能技术提出越来越多的要求,这些将倒逼BIPV方案快速成熟化,驱动BIPV产业快速发展。

随着光伏技术的不断发展,成本不断下降,应用场景不断扩展,或许,BIPV产业化的时间节点到了!

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