建筑節(jié)能:光伏建筑一體化

      將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，進而為人們提供生活熱水——對太陽能的這種應用方式，很多人已經(jīng)非常熟悉。然而，對于將太陽能轉(zhuǎn)化為電，進而為人們提供照明或其他服務的太陽能光伏建筑一體化的應用方式，很多人卻并不熟悉。事實上，在包括國家體育館在內(nèi)的眾多奧運工程中，這一方式已得到了成功的應用。專家認為，太陽能光伏建筑一體化或許將成為建筑節(jié)能的新熱點。

　　太陽能光伏建筑一體化，是應用太陽能發(fā)電的一種新概念，簡單地講就是將太陽能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的圍護結(jié)構(gòu)外表面來提供電力。根據(jù)光伏方陣與建筑結(jié)合的方式不同，太陽能光伏建筑一體化可分為兩大類：一類是光伏方陣與建筑的結(jié)合。這種方式是將光伏方陣依附于建筑物上，建筑物作為光伏方陣載體，起支承作用。另一類是光伏方陣與建筑的集成。這種方式是光伏組件以一種建筑材料的形式出現(xiàn)，光伏方陣成為建筑不可分割的一部分。在這兩種方式中，光伏方陣與建筑的結(jié)合是一種常用的形式。正在承接2008年奧運會體育賽事的國家游泳中心和國家體育館等奧運場館中，采用的就是光伏方陣與建筑結(jié)合的太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，這些系統(tǒng)年發(fā)電量可達70萬千瓦時，相當于節(jié)約標煤170噸，減少二氧化碳排放570噸。

　　太陽能光伏建筑一體化，始于國外。近年來，國外推行的光伏與建筑相結(jié)合的太陽能應用方式，極大地推動了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展。在城鎮(zhèn)建筑物上安裝的光伏系統(tǒng)，通常采用與公共電網(wǎng)并網(wǎng)的形式，這種形式具有諸多優(yōu)點：并網(wǎng)光伏系統(tǒng)不需要配備蓄電池，既節(jié)省投資，又不受蓄電池荷電狀態(tài)的限制，可以充分利用光伏系統(tǒng)所發(fā)出的電力；光伏陣列一般安裝在閑置的屋頂或外墻上，無需額外占用土地，這對于土地昂貴的城市建筑尤其重要；夏天是用電高峰的季節(jié)，也正好是日照量最大、光伏系統(tǒng)發(fā)電量最多的時期，對電網(wǎng)可以起到調(diào)峰作用；光伏陣列吸收太陽能轉(zhuǎn)化為電能，大大降低了室外綜合溫度，減少了墻體得熱和室內(nèi)空調(diào)冷負荷，所以也可以起到建筑節(jié)能作用。聯(lián)合國能源機構(gòu)的調(diào)查報告顯示，太陽能光伏建筑一體化將成為21世紀城市建筑節(jié)能的市場熱點，太陽能建筑業(yè)也因此將成為21世紀最重要的新興產(chǎn)業(yè)之一。

　　由于中國建筑能耗占總能耗的1/3，在既有建筑中，99％是高能耗建筑，因此，從建筑入手，進行“節(jié)能減排”是迫在眉睫的事情。而在目前可以利用的各種新能源中，太陽能是最清潔并且是免費的，開發(fā)利用過程中不會產(chǎn)生任何生態(tài)方面的副作用。為此，中國在借鑒國外發(fā)達國家推行太陽能光伏建筑一體化技術經(jīng)驗的基礎上，開始了這方面的探索。2003年，在中國相關部門的組織下，在北京市大興區(qū)建成了一幢建筑面積達8000平方米的綜合利用新能源的生態(tài)建筑示范工程，經(jīng)過近一年的運行后，于2004年6月全面通過驗收，被專家評議為“我國第一幢綜合利用太陽能解決能源問題的建筑示范工程”。該工程中“50千瓦大型屋頂光伏并網(wǎng)示范電站”是國家科技部“十五”科技攻關項目。2004年深圳建成目前亞洲最大的并網(wǎng)太陽能光伏電站，該光伏電站總?cè)萘?兆瓦，年發(fā)電能力約為100萬度。電站設計及安裝與深圳綜合展館、花卉展館等建筑融為一體，堪稱國內(nèi)綠色建筑的典范。在不久前投入使用的北京南站中，主站房屋面中央采光帶也采用了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)總發(fā)電量約320千瓦，可輔助解決車站的用電問題。

　　專家認為，上述光伏建筑一體化建筑的設計和建成，在一定程度上代表了世界上最先進的用能方式，這不僅對于中國在更多城市建筑中推廣光伏建筑一體化的用能模式具有明顯的示范意義，對于廣大的農(nóng)村地區(qū)推廣這種太陽能利用方式也具有借鑒意義。專家分析：中國是個發(fā)展中國家，地域遼闊，有許多邊遠省份和經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，目前尚有約900萬戶、6000萬人口還沒有用上電，60％的有電縣嚴重缺電。這些地區(qū)的農(nóng)牧民，居住分散，遠離電網(wǎng)，而且用電水平很低，在10年甚至20內(nèi)可能都無法靠常規(guī)電力解決他們的用電問題，光伏發(fā)電則是解決他們用電的理想途徑。

　　專家還分析認為，在世界市場的拉動下，中國迅猛發(fā)展的光伏產(chǎn)業(yè)將加快光伏建筑一體化成為建筑節(jié)能熱點的步伐：作為太陽能建筑一體化系統(tǒng)中的主要部件——光伏方陣中的太陽能電池組件，中國的年產(chǎn)量己由世界份額逐年增長，僅次于日本、歐洲，已成為世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的國家之一。而在全世界范圍內(nèi)，目前大部分的太陽能電池用于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，且主要用于城市的建筑與光伏系統(tǒng)的結(jié)合。在這種大背景下，光伏建筑一體化在我國的漸次推廣將是順理成章的事。