中国新能源建筑产业联盟成立大会暨新能源建筑专业论坛
主持人:当代置业关注于绿色科技地产,并且取得了令人瞩目的成绩,我们向当代置业取得的成绩表示祝贺!感谢陈总的精彩分享!同时,我们还要感谢像当代置业一样倡导新能源建筑并为之辛勤耕耘的企业,正是因为有了你们的努力,才使得新能源建筑在中国萌芽,并且发展壮大。
接下来,有请我的同事汉能全球光伏应用集团BIPV事业部高级总裁陈文华重点谈一谈太阳能光伏建筑一体化的一个重要应用,就是建筑光伏幕墙,他将以光伏技术应用实现绿色建筑的主要途径为题为我们带来他的分享,有请!
汉能全球光伏应用集团BIPV事业部高级总裁 陈文华
陈文华:尊敬的领导、尊敬的来宾:非常高兴有机会跟大家分享一下我们在建筑光伏应用方面的一些心得。
我想从三方面跟大家介绍:首先,介绍一下绿色建筑与光伏应用的相互关系。第二,BIPV薄膜光伏组件介绍。第三,BIPV薄膜光伏应用未来发展方向。
为什么会是光伏呢?光伏应用提供了建筑的节能解决方案,首先,建筑能耗占建筑全球能耗非常高的比例,因此,建筑节能的意义非常重大。第二,绿色建筑与环境友好、节约能源为主要特征,光伏应用技术的发展的确为绿色建筑提供了实现的平台,绿色建筑相关技术构成了现代建筑发展最活跃的重要部分,不断的创新建筑新理念。
光伏应用提供建筑节能的方式,主要从这么几点入手:第一,现代建筑不仅仅追求建筑的形式美,更提倡建筑要具有人和环境友好和谐的建筑功能,因此,建筑功能是我们建筑光伏设计的要点。第二,能源效应和绿色的建筑评价体系是被广泛接受的建筑理念新标准,因此,我们认为建筑光伏应用在节能建筑上是理所当然的,因此,它也是实现较高节能效益的重要方法。光伏建筑应用建筑节能解决方案,我们觉得有两个重要方面,从开源来讲,光伏构成的建筑主被动节能体系,外围护部分可以和被动的节能体系构成一体化,在建筑功能方面融合在一起,发挥更大作用。另外,建筑实际上是人类活动的地方,因此,我们过去在大量的建筑光伏应用的时候,实际上还有一个重要优点,既然有人的活动,实际上也是最大负载的地方,在这样的地方,直接把发电部分并网就地消耗,对电网系统本身而言,既能够消峰平谷,进一步提高月电效果。另外,在节流方面,PV光伏安装在建筑结构上,实际上可以调节建筑的采光,如果采用中空设计,还减少了建筑的隔热体。被动节能体系由建筑光伏构成,不仅增加功能,能够起到更加强化建筑功能的作用。右小角的图是我们拍摄的图,广州广本的一个厂房,有55.1度,光伏安装点没有覆盖的地方,实际温度比光伏板覆盖地方要高10度,这是实时的记录,用了光伏,对建筑节能是非常新竹的,当然,目前来说,我们现在给出来的结论实际上是定性的结论,我们将进一步在定量分析方面包括节能模式方面深入研究。结论,安装了光伏系统,发电只是一个方面,减少建筑隔热是其重要功能。
BIPV的发展历程,从早先的概念提出,一直到实际应用,我们发现有这么几点:集成度越来越高,形式越来越多样,功能越来越符合建材的要求,因为光伏技术的发展尤其是薄膜技术的巨大进步,我们发现价格越来越贴近建材,正因为在这样的前提下面,我们的项目越来越多。另外,从上面 案例来看,原来有比较单一的平面安装的,我们逐渐朝和建筑师在创意、在曲面甚至双曲面更复杂的情况下有这样的系统能够构成BIPV,在功能方面更加和建筑形式美以及建筑的功能更加好的融合在一起,从而进一步拓展BIPV的应用。另外,政策推动,大家都知道,刚才我们提到绿建,绿色建筑的评价标准是未来建筑设计的重要驱动力,过去采用美国LEDD标准,今年1月1号刚刚实施的新标准更加把节能特性尤其是再生能源节能比值分数打的更高,从4分到10分,很显然,如果在更多的绿色建筑上采用绿色节能技术、光伏技术的话,对于拿到绿色认证是有极大推动作用的。
BIPV系统解决方案比较,大型地面电站通常建设地面比较平坦、空旷,集中发电,所发电力需要高压远距离传输,如果把施工考虑进去,发电地点、使用负载以及传输概念电能损耗大,效能设计一定抑制。BIPV和建筑结合,方式方面更加复杂多样,分散的接入,就地消纳,因此,安装方式可以多种多样,根据周边环境分析综合解决建筑光伏应用问题。但是,从网的结构来看,更好的就地发电、就地消耗。两者应用方面,比例在不断提高。
从组件技术的角度来看,哪些适合于安装建筑光伏呢?墙体、幕墙、采光顶以及遮阳、窗台、雨棚等等都是符合按的,从组件技术上来讲,薄膜技术发展使得我们可以设计出各种符合建筑要求的够件,用于安装不同的部位。因此,多样化的系统集成技术和能源解决方案更好的推进了建筑光伏的应用。太阳能技术主要有两大类:一类是薄膜电池,一类是晶体硅技术,在这两大类里,从建筑上来看有这么两个特点:薄膜技术可以用激光琢刻技术,使得玻璃透光更加均匀,晶体硅通过间隙实现,透光受到一定影响。在构件设计过程中,提出节能保温、密封防水、隔音降噪等功能,由于这些特点,薄膜电池和建筑结合以后应用面更广。外挂失光伏幕墙和嵌入式光伏幕墙都可以由光伏组件设计制造,标准的BIPV组件,提供电力的同时,在外墙保温、防水方面也可以构成一定的屏障,当然,前提是要目前幕墙安全的相关规范和要求。另外,我们可以看到一些廊道的设计,采取点支撑的光伏幕墙,大尺寸中空结构的幕墙可以构成廊道外围护结构,采取多种颜色的封装办法提供给建筑师更多更好的选择。在屋面电站方面,相对来说,跟幕墙结构相比,安装相对简单一些,可以采用最佳角度安装,以获取最大的发电量,在安装倾角和朝向方面相对可以保持一致,结构比较简化,这也是分布式应用的一个重要特征。
薄膜电池还有一个重要特性,就是可柔性化,柔性化电池不仅仅可以弯曲,同时,重量特别轻,对于一些大跨度的公共建筑和屋面,柔性组件可以直接粘接,无论是沥青屋面,还是PVC以及金属屋面,都可以直接通过粘接办法解决,这种粘接轻巧,施工非常迅速,这也是柔性电池独特的技术要点。
刚才,我们提到建筑光伏安装以后对建筑隔热的影响,这是我们做的定量化研究,左图是汉能20%的透光量的组件,类似飘窗结构,结构里的温度变化,通过右图可以看到输出变化,以及安装以后对室内温度的影响,影响非常明显。建筑光伏在用BIPV组件方面,只要设计的恰当,在建筑功能方面,以及建筑外形方面,都可以作出满足客户需求的应用。
BIPV薄膜组件有哪些主要特点,从常规组件而言,就是标准租件,设计指的是追求效率最大化、成本最优化、尺寸比较单一、结构满足IEC标准要求。如果做成构件化的建筑光伏组件,很显然,需要在设计过程中间做这样一些调整,首先结构的安全性,还有结构的功能性,另外,建筑形式美方面,包括颜色、透光等等,结构和尺寸形式多样方面,我们也都可以根据需求加以调整。客户定制化组建技术是建筑光伏应用的核心技术之一。因此,在设计里面是非常重要的一环。尤其值得一提的是,大家都知道地面电站一般人不让靠近,做建筑光伏时候,经常距离非常近,安全性尤其系统安全性非常关键,要从组件做起,包括组件技术本身,包括接线盒技术,以及幕墙框架走线技术,以及平衡系统技术,应该根据客户需求加以精心考量,设计过程中间一一化解这些要素。光伏组件的制造在产线上有很多要求,比如夹角玻璃的生产,需要采用高压生产设备,从设计、生产、加工来说,BIPV组件都有其特殊的要求,因此,我们做这些工作时候都应该满足这些性能要求。
薄膜组件还有以下优点,一个是异形组件的生产,客户对组件形状有特殊要求,由于薄膜特点,可以用激光琢刻办法做出一些LOGO组件,充分满足建筑师的各种特殊要求。柔性组件方面,由于柔性组件轻巧,材料安装方面,不仅仅满足相关标准,而且在安装上更加符合轻巧屋面的要求。薄膜光伏组件应用形式和范围越来越广。建筑联盟的平台,我们共同推进,共同提高。对于新形式的应用,顺应新能源的发展,包括充电桩等等,我们都认为 可能也是薄膜技术包括新能源技术应用的发展方向,我们携手大家共同推进。因此,BIPV薄膜光伏应用是实现绿色建筑的重要途径,具有广阔的应用市场,未来的前景一片光明。
