1 前言
世界
光伏發電產業就像武廣高鐵一樣迅猛發展,而中國
光伏產業又是這列火車的火車頭。從上個世紀末到本世紀初,中國
光伏發電已逐漸從解決特殊領域供電,如通信、邊遠地區民用生活用電,轉向作為常規能源的一種重要補充,并以分散的形式進人電力市場。在諸多形式中,建筑光伏是光伏發電應用領域最重要的市場。國家2009年先后出臺的《關于加快推進
太陽能光電建筑應用的實施意見》、《太陽能光電建筑應用財政補助資金管理暫行辦法》、《關于實施金太陽示范工程的通知》,以及即將出臺的《上網電價法》,都為太陽能時代的來臨奠定了堅實的基礎。因此大力發展建筑光伏應用,無論對我們
建筑幕墻產業,還是光伏發電產業,都具有廣闊的市場前景。
1.1 什么是BMPV?
以前我們總說BIPV,其實就是Building Integrated Photovoltaic的縮寫,直譯就是“集成到建筑物上的
光伏發電系統”。我國業內通常稱BIPV為“光伏建筑”或“
光伏建筑一體化”。
隨著我國BIPV的實踐和發展,我們需要對光伏建筑概念作擴展和更準確的界定。光伏建筑應定義為:“ 安裝在建筑物上的光伏發電系統”,英文為“Building Mounted Photovoltaic” ,簡稱BMPV 。
以下我們要用BMPV 代替傳統意義上的BIPV ,因為BIPV 只是BMPV 的一種形式。
1.2 建筑光伏(BMPV)的分類
隨著BMPV的實踐和發展,使“建筑光伏”的實際含義有所開展,我們根據功能的多樣性把建筑光伏劃分為BAPV 和BIPV兩種形式。
(1)我們把安裝在現有建筑物上的光伏發電系統,
光伏系統附著在建筑物(Building Attached Photovoltaic)主要完成發電任務,與建筑物功能不發生沖突,稱為BAPV 。BAPV 主要用于舊樓屋頂光伏改造和大型屋面的光伏系統架設。
(2)當光伏發電系統作為建筑物外部維護結構的一部分,且與建筑物同時設計、施工和安裝。像這樣的光伏發電系統既具有發電功能,又具有建筑物構件和材料功能,甚至提升了建筑物的美感,與建筑物形成完美的統一體(Building Integrated Photovoltaic),稱為BIPV。BIPV是現代光伏建筑的主要形式,廣泛用于各種
民用建筑、公共建筑、工業建筑等一切可以承載光伏發電系統的建筑物。
1.3 并網BMPV的優點
(1)由于將光伏系統直接安裝在建筑物上,充分利用建筑物的高度和受光面的面積,不需額外占用土地,節約土地資源。
(2)這種光伏系統提供了一種分散、安全、方便的發電方式;并網發電,因此不需要蓄電池,免去了蓄電池的壽命和維護等問題;由于一般采取分散式逆變器模式,不需要長距離輸電,從而只需要小額的配電費用,就能獲取高效率,因此可降低發電成本。
2 太陽能電池板的發展現狀
傳統的
太陽能電池板分為
單晶硅、
多晶硅和
非晶硅,隨著各國研發力量的不斷創新,發明出了多種新型太陽能電池,市場格局也在不斷的變化著。現在總體可分為傳統型晶體
硅太陽能電池和新型太陽能電池兩個陣形,傳統型主要由單晶硅和多晶硅組成,依然在市場占據主導地位,新型太陽能電池則百家爭鳴,有發展最迅猛的
薄膜太陽能電池,CPV 聚光光伏,太陽熱發電,納米燃料敏化電池,有機太陽能電池等。其中薄膜太陽能根據電池市場上主流產品又分為硅基
薄膜電池、CdTe電池、CI(G)S(S)電池等。薄膜太陽能電池的最大優點是長遠來說隨著技術的成熟原材料使用非常節省,所以價格會不斷降低,而且可以做成柔性的面板,可以任意彎曲,方便在BIPV 中的靈活使用。相信在不遠的將來,隨著國家的973、863計劃的陸續開展,必然會使新型薄膜太陽能電池成為最普及的太陽能電池。
我國太陽能
光伏產品出口額近年來快速增長,拉動了行業迅猛發展。資料顯示,2008年我國
太陽能光伏產品出口額已達63.64億美元,2009年1～8月出口額達87.21億美元,比2008年同期增長123.37%,已占
太陽能光伏產品國際貿易總額的近10%。近十年來,全球
太陽能光伏產業平均年增長率為41.3%,太陽能電池產業規模擴大了35倍。去年我國太陽能電池產量已突破2000MW,占全球產量的36.7%。
我國76%的國土光照充沛,太陽能資源十分豐富,全國三分之二的國土面積每平方米太陽能年輻射總量達3350～8400兆焦,平均為5860兆焦(相當于199kg標準煤),每年我國地表吸收的太陽能,大約相當于2.4萬億噸標準煤的能量,相當于2008年全國能源消耗總量28.5億噸標準煤的泓2倍。同時,我國光能資源分布較為均勻,與水電、風電、核電等相比,
太陽能發電沒有任何排放和噪聲,應用技術成熟,安全可靠。除大規模并網發電和離網應用外,太陽能還可以通過抽水、超導、蓄電池、制氫等多種方式儲存,太陽能幾乎可以滿足中國未來穩定的能源需求。
盡管擁有良好的資源優勢,但目前國內光伏市場發展依然緩慢。我國光伏發電系統安裝容量不及生產容量的2%,市場狹小嚴重阻礙我國光伏產業技術的發展。此外,我國太陽能光伏生產與需求之間存在很大差距,加之整個產業缺乏核心技術,也導致我國太陽能光伏產業對外依賴度過高。
為解決一系列潛在問題,應盡快出臺相關法規,將有助于光伏產業健康發展。
光伏技術基于其技術先進性、資源無限性和綠色環保性等特征,無疑是未來產業技術革命的核心。美國奧巴馬政府提出的7O00億美元經濟刺激計劃中,把發展太陽能光伏產業作為擺脫經濟衰退、創造就業機會、搶占未來發展制高點的重要國家戰略。我國也迅速制定上網電價補貼細則,啟動“上網電價法”。只有在市場形成的初期打破市場規律,積極對并網電價進行補貼,對國內太陽能企業給予實質性的激勵,才能迅速培育市場,形成有自我完善機制的國內太陽能市場。這不論從我國光伏產業的長遠戰略考慮,還是從順利渡過全球金融危機的短期策略考慮,都是科學、可行的。因此,相關法規的出臺在當前尤其顯得必要和迫切。
啟動國內市場,盡快擺脫困境。我國必須實現從光伏制造大國向應用大國的戰略轉變,但這對目前的中國來說并非易事。慶幸的是,我國出臺的一系列提振
新能源產業的政策都讓光伏產業從中受益。其中最為直接的是“太陽能屋頂計劃”的實施。太陽能光電建筑作為整個光伏產業終端環節,一旦大規模啟動,也將直接影響產業鏈上游的多晶硅生產企業。
規劃、管理、技術急需強化。首先,應提高《
可再生能源中長期發展規劃》中有關光伏產業的發展目標規劃;其次,應組建更高級別的政府專門管理機構加強規劃和管理;最后,應在“973” 和“863” 等科研項目計劃中給予光伏產業更多的資金投人,迅速建立產、學、研緊密結合的國家光伏研發體系。但要短時間在國內市場立刻啟動也是不太可能的,需要不斷地努力。包括提高其在發電總量中的指標比重,同時通過采取補貼政策支持、鼓勵太陽能發電并網,以及鼓勵企業開展技術創新等。
3 BMPV 的實現形式以及各自特點
根據不同建筑的特點以及同一建筑的安裝部位、使用功能,我們目前將BMPV分為六大類:
3.1 水平屋頂(BAPV)
這種形式是將
光伏組件,以合適的角度陣列式安裝在水平屋頂上。從發電角度看,這種方式的經濟性最好,這是因為:
(1)它可以根據不同地理位置所接受太陽光的高度角和方位角的不同,進行針對性的最佳角度安裝,從而獲得最大的發電量。
(2)由于面板布置形式比較規整,所以可以采用標準光伏組件,從而減少成本,提高
穩定性,獲取最佳性能。
(3)屋頂為最不影響視覺的部位,在水平屋頂安裝光伏組件,能把對建筑物外觀和功能的影響降到最低。
(4)正是由于這種安裝方式的高發電效率、安裝簡便以及發電成本低,所以從發電經濟性考慮來說,水平屋頂是BMPV的最佳選擇。
3.2 斜屋頂(BAPV)
在雨水比較豐富的地域,許多老式建筑都采用斜屋頂的做法,一般斜屋頂都一面朝南或偏南,在此面上安裝光伏組件具有較好的經濟性,而且由于老式建筑同新式太陽能發電具有強烈對比,能使建筑更具魅力。它的特點在于:
(1)安裝前先考察建筑是否有朝南或偏南的斜屋面,從而獲得最大或者較大的發電量。
(2)和水平屋頂一樣,由于面板布置形式比較規整,所以可以采用標準光伏組件,從而減少成本,提高穩定性,獲取最佳性能。
(3)和水平屋頂一樣,屋頂為最不影響視覺的部位,在水平屋頂安裝光伏組件,能把對建筑物外觀和功能的影響降到最低。
(4)正是由于這種安裝方式的較高發電效率、安裝簡便以及發電成本低,所以從發電經濟性考慮來說,斜屋頂是光伏發電系統的較佳選擇。不過也由于它的局限性,只能安裝在朝南或者偏南的斜屋面,所以實際選用時也要綜合考慮。
上一頁1234下一頁
