光伏建筑一体化离不开系统性设计

　　“要积极稳妥推进碳达峰碳中和，深入推进能源革命，就要发展分布式建筑光伏系统。”日前，在中国(无锡)国际新能源大会暨展览会2022中国光伏建筑一体化(BIPV)论坛上，无锡市住房与建设局党委副书记、副局长李先光表示，通过利用可再生能源提升建筑发电能力，是建筑领域实现“双碳”目标的重要途径。

　　作为碳排放的主要来源之一，建筑领域的节能降碳是光伏行业近年的重点研究课题。在国家和地方层面发布一系列鼓励和指导政策的背景下，业界一致认为， BIPV有望迎来更广阔的发展空间，但其不仅是建筑，还是一个发电系统，只有将二者巧妙融合，让产品兼具建筑和光伏的特性，才能真正推动BIPV技术和功能全面提升。

　　新建筑应安装光伏系统

　　无锡极电光能科技有限公司产品经理包旭翔表示，目前，解决建筑能耗与碳排放问题主要分为三个阶段，第一个阶段是降低建筑物的耗能;第二个阶段是在节能的同时，让建筑物自发地产能，打造零能耗建筑物;第三个阶段是实现建筑物的增能，建设正能量的建筑物。

　　包旭翔认为，光伏组件有一定的建材基因，是众多可再生能源技术路线中可以与建筑相融共生的技术，组件的建筑语言具备多元化影响建筑师创作理念的能力。“另外，从我国建筑的经济性和产能效率来看，屋面光伏技术应用是最佳选择。”

　　早在2019年，国家发改委在《产业结构调整指导目录》中就将太阳能建筑一体化组件设计与制造、BIPV部品部件列入鼓励类产业。2021年9月，住建部发布《建筑节能与可再生能源利用通用规范》(以下简称《规范》)，对建筑领域碳排放指标提出明确要求，同时要求新建建筑应安装太阳能系统，太阳能系统应做到全年综合利用，根据使用地的气候特征、实际需求和适用条件，为建筑物供电、供生活热水、供暖或(及)供冷。据悉，《规范》已于今年4月正式实施。

　　“上海、浙江等地随后也发布了相关鼓励和指导文件。浙江提出力争到2025年，省内新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率达到30%。目前，上海新报建的建筑图纸要附带光伏。”江苏天合智慧分布式能源有限公司BIPV技术负责人程强介绍。

　　产品建筑功能尚待提升

　　在上述背景下，券商对未来BIPV市场做出了积极预测——到2025年，BIPV装机规模将突破1000万千瓦。而多位光伏企业高管认为，这一预测过于保守。“另有预测显示，到2030年，BIPV装机规模有望达到6150万千瓦，BIPV在分布式光伏市场的渗透率将会达到87.3%。”包旭翔称。

　　“BIPV发展前景极为广阔，建筑与光伏两个行业的融合，对光伏建筑一体化发展至关重要。从业者不仅要从建筑看光伏，还要从光伏看建筑，从设计院和施工单位的角度看待光伏建筑一体化，重视防腐、防风、防水、抗老化等问题，真正推动BIPV全面提升。”李先光表示。

　　不过，提升BIPV产品的建筑功能是目前光伏企业面临的挑战。

　　“BIPV的概念与BAPV相对，BAPV是指在现有建筑上安装光伏。两者区别很大，虽然组件的寿命都是在25-30年左右，但每半年或一年就需要检测BAPV系统的连接器，在全生命周期还可能需要更换相关部件。而在BIPV系统中，发电器件在幕墙里面，要及时做好接头的检测和更换比较困难。”龙焱能源科技(杭州)有限公司太阳能设计研究院院长邹积凯表示。

　　“从目前BIPV施工图审查及竣工验收情况看，节能和消防是重点。虽然组件原材料为不燃材料，但其作为发电器件有连接线，电缆为可燃材料。在降低消防风险上还需要光伏企业不断探索。”协佳电力工程设计有限公司设计部主任徐亮说，“此外，BIPV产品构造较复杂，多以机械连接的方式，风振作用或温度作用下，导水槽容易产生机械错动及偏位，造成渗水和漏水情况。”

　　融合亟待系统性设计

　　中国BIPV联盟副秘书长卞水明指出，建筑设计过程对光伏产业提出了新的要求。此前光伏企业更关注产品转换效率、发电量的提升，而BIPV产品是光伏和建筑的融合，只有兼顾和平衡两者之间的关系，才能让其发展得更快更好。

　　上述《规范》也特别明确，太阳能建筑一体化应用系统的设计应与建筑设计同步完成。在既有建筑上增设或改造太阳能系统，必须满足建筑结构的安全性要求。

　　“BIPV并非分布式能源系统中锦上添花的存在，而要发挥雪中送炭的作用。”隆基绿能产品管理中心BIPV研发总监张松强调，BIPV首先必须是一个合格的建筑产品，发电只是附加属性。“这就需要从建筑属性出发拓展和延伸相关技术，只有参考建筑的标准和规范，才能提升产品可靠性。”

　　要从源头出发统筹好设计工作。

　　对此，光伏企业提出，邹积凯表示，在传统建筑设计过程中，各部分割裂情况较明显，往往是设计师提出方案后，幕墙设计院、电气设计院、景观设计院再进行调整优化。“光伏融入建筑后，懂光伏的不懂建筑，懂建筑的不懂光伏，所以一开始就需要各部门联合起来，做好系统性设计工作。”

　　张松表示，BIPV产业的发展，不能仅依靠一家公司或几家公司，而需要全产业链、供应链，以及光伏、建筑企业形成合力，共同推进技术发展和迭代，让潜在市场真正成为可以开发的市场。