纪振双:建筑光伏一体化(BIPV)长远发展需要回答和解决的五方面问题

来源:鉴衡认证发布时间:2022-10-12 16:11:03

截至2021年底,我国分布式光伏累计装机已超过100GW。在已建成投运的分布式光伏中,以依附或集成于建筑的光伏发电(统称“建筑光伏”)为主。

按照与建筑的结合方式,业界将建筑光伏分为依附于建筑的光伏发电(BAPV)和集成于建筑的光伏发电(BIPV)两种类型。按上述分法,技术角度,BAPV比较成熟,BIPV仍处于技术定型和市场培育阶段。

对BIPV,国内习惯称之为“光伏建筑一体化”或“建筑光伏一体化”,目前还没有一个准确定义。狭义认识:光伏组件同时作为发电元件和建筑构件时,称为BIPV;广义理解:按照“建筑、光伏双向适合、同时满足”的总体原则,建筑与光伏发电一体化设计、同步施工和验收时,即为BIPV或光伏建筑一体化。与狭义BIPV相比,广义BIPV的内涵发生变化,更为宽泛。

按上述分法,已建成投运的建筑光伏,多为BAPV,由于建筑与光伏发电分头建设和运管,已暴漏出诸多问题,例如,承载光伏发电设备或系统的建筑构件与其承载的发电设备或系统,寿命不同步、性能和质量要求不统一、维护与检修难协同等。

认识到上述问题,兼顾两方面要求,建筑和光伏发电一体化建设和运管才是未来建筑光伏的发展方向。从这个意义上讲,广义理解BIPV,并称之为“建筑光伏一体化”,更能反应产业的内在需求和技术发展方向。

近几年,光伏建筑一体化的市场潜力被看好,许多企业已着手这方面的技术开发和市场培育,有的技术,经过实践验证,已具备推广应用的条件;另外,国家也比较重视此类形式光伏发电的推广应用,并出台了一些引导性政策和标准。

总体看,建筑光伏,特别是光伏建筑一体化,要想长远、健康地发展,存在以下方面不能回避、需要深入研究和讨论的问题。

问题1:适合于在建筑围护结构上

建设“光伏建筑一体化”设施的建筑类型?

已建成投运的建筑光伏,以工商业和农村居民屋顶光伏为主,多数可以达到应有的质量水平,但也存在问题,特别是安全防控能力不足、效能水平不及预期、与建筑功能和质量要求不匹配、违规和超限建设等方面的问题,究其原因,选址不当是主因之一。

图1为根据现行标准、并考虑光伏应用需要考虑的主要因素,归纳出的建筑类别框图。

图1. 建筑分类

图中所示类别:

1)对工业建筑,按使用功能和属性,又可以分为厂房和库房。对厂房,还可以细分为,如生产厂房、检修厂房、动力厂房;对库房,可以细分为,如化学品库房、原料库房、成品库房。

2)依据GB/T 50504,民用建筑分为居住建筑和公共建筑。居住建筑又包括住宅和宿舍;公共建筑可细分为教育建筑、办公建筑、科研实验建筑、商业建筑、金融建筑、文化娱乐建筑、医疗卫生建筑、体育建筑、交通建筑、民政建筑、司法建筑、宗教建筑、广播电视和邮政用建筑。

3)农业建筑指用于农业、畜牧业生产和加工用的建筑,如粮库、农业大棚、畜禽饲养场、农副产品加工厂房、农机修理厂房。

各类建筑中,按照主要承重结构用材料,可分为木结构建筑、砖木结构建筑、砖混结构建筑、钢筋混凝土结构建筑、钢结构建筑、其他结构建筑。

在建筑屋面、墙面和其他具备条件的围护结构上,上述各类建筑均具备加装光伏的可能性,但需要在确保安全的前提下,从技术、经济多维度考虑,不能冒进。

为实现建筑光伏长远、可持续发展,需要系统考虑“在哪建”的问题,做好顶层设计,特别是优先发展方向和分步实施策略。

1)宜按照细分类型,深度剖析各类建筑的特点及重要和复杂程度,并按照“建筑为主、光伏为辅”的原则,梳理出当下具备条件并适合光伏建设的建筑类型,以及未来的发展空间及建筑光伏技术研究的重点。

2)基于建筑方面的标准要求及光伏发电现有技术,特别在结构和电气安全及可靠性方面的风险防控水平,按照“有所为、有所不为”的原则,明确当下可进行建筑光伏开发应用的场景范围及风险防控重点,以及明确禁止和限制性建筑类型。

问题2:如何实现光伏与建筑的一体化建设?

在已建成投运的建筑光伏中,大多是在即有建筑上加装光伏,建筑和光伏分别设计、施工和验收,如前所述,已暴漏出诸多问题,需要考虑一体化建设和运管问题,特别是一体化设计问题。

图2为基于GB/T 50504归纳,与建筑光伏相关的建筑设计内容及设计过程框图。

图2. 建筑设计内容和过程框图

长远看,建筑光伏应纳入建筑规划和设计系统进行一体化管控。

问题3: 如何协同建筑与光伏发电设备

的检修与维护?

已建成并投入运行的建筑光伏,建筑与光伏发电系统的检修与维护大多分头负责,运行和维护的资源配配置也缺乏统筹,一是造成资源浪费;二是带来运维不便、不及时、效能低下等方面的问题。未来的建筑光伏,

1)可以共用的设施资源,宜纳入建筑设计统筹考虑,如:给水系统、消防设施、检修通道。另外,光伏组件或构件承担建筑功能时,应满足建筑构件替换方面的要求。

2)可按照“现地管护——集中监控——专业检修”的运维组织架构,实现建筑与光伏一体化的现地管护。

问题4:如何实现建筑与光伏

“结构和外观双向适合、性能和质量要求同时满足”?

“适用、经济、绿色、美观“为建筑方针,”高效、安全、可靠“是光伏发电的基本要求。如何实现或满足上述方针和要求,是建筑光伏需要考虑的核心问题,特别在标准和设计层面。

当下,需要优先考虑的是:在有效利用建筑空间、实现光伏发电合理预期的同时,如何有效防范加装光伏所带来的建筑风险。图3为需要防范的建筑风险及光伏发电基本要求概览。

图3. 建筑光伏基本要求及需防范的建筑风险概览

按照“双向适合、同时满足”的总体思路,首先需要解决建筑与光伏发电标准和设计层面的协同问题。图4为建筑与光伏标准要求对比(示例)。

图4. 建筑与光伏发电要求示例

总体看,与建筑光伏相关、建筑和光伏发电方面的标准不协调、不统一的问题比较突出。考虑到当下的实际,可按照“建筑为主、光伏从属、结果导向”原则,从性能要求及验证方法入手,先行制定一些总则性标准。

问题5:如何使集成光伏发电的建筑结构

纳入建筑标准?

图5为建筑光伏一体化应用形式图例。

目前,针对建筑光伏已有一些专用标准,如《建筑光伏系统应用技术标准》(GB/T 51368)、《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》(JGJ 203)、《太阳能光伏玻璃幕墙电气设计规范》(JGJT 365),但作为建筑设计基本依据的标准中尚未将此类建筑构件或构造纳入其中,如《屋面工程技术规范》(GB 50345)、《建筑幕墙》(GB/T 21086),图6为现行标准中给出的屋面和幕墙材料概览。

图5.光伏建筑一体化应用场景示例

图6. 建筑屋面和幕墙用材概览

长远看,要实现建筑光伏立体、全方位应用,需要确立此种类型的结构或构造在建筑标准中的地位,包括建筑图集。这一前提是,能够充分证实建筑光伏能够全方位满足建筑要求。



索比光伏网 https://news.solarbe.com/202210/12/360124.html
责任编辑:zhouzhenkun
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
聚焦BIPV未来趋势,华宝新能光伏建筑设计大赛正式启动来源:投稿 发布时间:2026-05-21 17:51:01

基于这样的思考,华宝新能联合广州设计周,正式发起:华宝新能美学曲面光伏瓦设计大赛,以设计之名,探索绿色能源与建筑美学融合的未来表达。作为全球首款曲面XBC光伏瓦,华宝新能美学曲面光伏瓦以“建筑材料化”为核心理念,让光伏不再附着于建筑,而是直接成为屋顶系统本身。华宝新能相信,真正推动行业进化的,不只是技术,更是设计。因此,华宝新能×广州设计周发起光伏瓦建筑设计大赛,共同探索未来绿色建筑的新范式。

按煤电装机8%~22%配置规模!河南启动新能源项目申报来源:河南省发展和改革委员会 发布时间:2026-05-18 09:15:27

近日,河南省发展和改革委员会发布关于《关于组织开展2026年煤电机组升级改造新能源项目申报有关事项的通知》。文件指出,按照“应报尽报”原则,已纳入河南省煤电机组升级改造计划,未配置新能源资源的项目均可参与本次申报,鼓励按照源网荷储一体化模式谋划实施新能源项目。

SEG Solar宣布美国4GW光伏组件扩产计划,同步完善印尼垂直一体化供应链来源:TaiyangNews 发布时间:2026-05-14 09:10:57

SEGSolar宣布,将在德克萨斯州休斯顿新建一座4GW光伏组件工厂,此举将使其美国本土光伏组件总产能提升至约6GW。为应对不断变化的政策和贸易环境,SEGSolar采取了东南亚垂直一体化与美国本土制造相结合战略。一旦印尼上游项目全部完工,SEGSolar将拥有从硅棒、硅片、电池片到光伏组件的完整可追溯供应链,这对于满足美国市场日益严格的合规要求至关重要。目前,SEGSolar已能够提供采用非PFE电池片生产的光伏组件。此外,SEGSolar还在积极拓展业务版图。

1500MW“风光火储一体化”大型风光伏基地获批来源:索比光伏网 发布时间:2026-05-13 08:50:31

近日,乌兰察布市发展和改革委员会《关于乌兰察布京大1500MW“风光火储一体化”大型风电光伏基地项目核准的批复》文件,同意建设乌兰察布京大1500MW“风光火储一体化”大型风电光伏基地项目。项目建设地点为内蒙古自治区乌兰察布市丰镇市,项目装机规模150万千瓦,其中风电120万千瓦,光伏发电30万千瓦,配套建设3座220千伏升压站,以及检修道路、集电线路等附属设施。项目总投资874,079万元,资金来源20%为企业自筹,80%为申请银行贷款。

力挺BIPV与垂直光伏!维也纳700万欧元资助创新型城市光伏项目来源:TaiyangNews 发布时间:2026-05-12 09:32:13

奥地利首都维也纳启动了一项总额为700万欧元的全新太阳能补贴计划,旨在支持城市空间内创新且多功能的光伏系统。维也纳负责气候事务的市议员JürgenCzernohorszky宣布,新的太阳能补贴计划已于2026年5月4日正式启动。作为其能源转型战略的一部分,维也纳目标到2030年将光伏装机容量扩大至800MW,届时产生的清洁能源将可供应全市四分之一的住户。这一目标意味着维也纳将在现有基础上大幅提速——从2020年到2026年2月,该市光伏装机已从50MW增长至330MW。

垂直一体化价值凸显 光伏行业格局加速重塑来源:索比光伏网 发布时间:2026-05-07 08:41:05

出海破局,打开全球增长新空间3月25日,弘元绿能宣布控股子公司弘元光能将出资6.3亿元主导设立“江苏尚德”,这一主体将持有原无锡尚德所有的品牌资产,完整继承尚德在海外的品牌价值并发扬光大,为弘元的全球化布局注入强大动力。通过本次收购,弘元绿能将实现品牌、渠道、市场的三重战略升级。依托在海外高毛利市场的优势,弘元绿能将进一步优化全球市场布局、提升整体盈利能力,在各类出货量排名中的位置将不断前移。

中国能建800MW光伏项目开工来源:中国能建 发布时间:2026-05-06 16:56:35

4月29日,中国能建投资公司投资建设的中能建当雄县100兆瓦光热+800兆瓦光伏一体化项目,在藏正式动工建设。项目位于西藏自治区拉萨市当雄县乌玛塘乡,场址海拔4541米,是世界海拔最高的光热电站之一。项目规划装机容量为900兆瓦,采用中国能建自主知识产权的8.6米大开口、纯熔盐、槽式聚光集热技术。

动工!中国能建援藏投资首个光热项目来源:中国能建 发布时间:2026-04-30 17:25:44

4月29日中国能建投资公司投资建设中电工程西北院设计的中能建当雄县100兆瓦光热+800兆瓦光伏一体化项目在藏正式动工建设该项目是中国能建深入贯彻习近平总书记关于西藏工作的重要论述和新时代党的治藏方略,主动落实国资央企助力西藏高质量发展推进会精神的重要支撑项目,也是中国能建聚焦主责主业、在藏自主投资的首个光热发电项目。项目规划装机容量为900兆瓦,采用中国能建自主知识产权的8.6米大开口、纯熔盐、槽式聚光集热技术。

中办、国办:有序推进建筑光伏一体化建设来源:新华社 发布时间:2026-04-23 17:14:35

4月22日,中共中央办公厅、国务院办公厅联合下发《关于更高水平更高质量做好节能降碳工作的意见》,文件中提出:1)推进零碳园区建设,发展以绿色能源制造绿色产品的“以绿制绿”模式。优化建筑用能结构,有序推进建筑光伏一体化建设,因地制宜推进余热资源和非化石能源供热替代。持续降低单位建筑面积能耗和碳排放。结合老旧小区改造、清洁取暖等工作,积极推进既有建筑节能降碳改造,加强建筑运行节能降碳管理。

宁夏:十五五新能源新增42GW以上,鼓励新能源与新型储能一体化调用来源:风芒能源 发布时间:2026-04-17 14:37:37

4月14日,宁夏回族自治区人民政府发布关于印发《宁夏回族自治区国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》的通知。根据公开信息,截至2025年年底,宁夏新能源发电装机累计达5732万千瓦。据此推算,“十五五”期间,宁夏新能源装机的增量空间约4268万千瓦左右。鼓励新能源与新型储能一体化调用,建设系统友好型新能源电站。健全新能源可持续发展价格结算机制,稳定新能源项目收益预期。

光伏黑马出海!泰国大型光储一体化项目正式动工来源:汉伏能源 发布时间:2026-04-13 16:47:06

建成后,项目将为美蓓亚三美位于两地的生产基地提供稳定、可控的清洁电力。凭借突出的减排示范效应,该系列项目已入选日本2025财年联合减排机制项目,成为东南亚工业脱碳合作的标杆案例。