给建筑穿上发电“外衣”——光伏建筑一体化发展一瞥

从高空俯瞰，雄安高铁站外观呈水滴状椭圆造型，恰似一瓣青莲上的露珠，不仅外观设计独具魅力，实用价值也得到充分体现。据了解，这是一座“会发电”的火车站，屋顶铺有4.2万平方米的光伏组件，采用“光伏建筑一体化(BIPV)”的方式设置发电系统，有效节约电能30%，可实现“自发自用、余电上网”，光伏屋顶年均发电量580万千瓦时，每年可减少二氧化碳排放4500吨。在这里，光伏设备不再是单纯的发电工具，而是与整体建筑融为一体，共同展现雄安高铁站的建筑设计之美。

　　光伏建筑一体化是践行绿色发展理念，助力建筑业加快实现绿色低碳发展，落实国家“双碳”战略的重要途径。近日，住房和城乡建设部、工业和信息化部等五部门组织开展第四批智能光伏试点示范活动，在试点示范内容中优先考虑光储融合、建筑光伏等，其中建筑光伏方面包括光伏作为建筑屋顶、幕墙或遮阳等建筑构件与建筑有机结合，光伏发电与建筑用电负荷匹配的建筑光伏项目。

　　在广东省深圳市住房和建设局公布的2023年度光伏建筑一体化试点项目中，南山区百校焕新工程——育才四小，作为政府投资的公共建筑，项目采用碲化镉光伏发电玻璃与彩釉玻璃相结合的形式，应用于建筑屋面，兼具遮阳、防水功能，安装面积约500平方米，BIPV装机容量为39.65千瓦时，年发电量约3.97万千瓦时。深圳北站综合交通枢纽分布式光伏绿色能源项目，采用发电效率10.9%的彩色透光碲化镉光伏组件，应用于深圳北站东、西广场连廊顶部。

　　作为我国首个国家级零碳示范区——博鳌零碳示范区所在地海南琼海东屿岛上，光伏科技的引入，让这座小岛朝着绿色低碳方向拔节生长。“博鳌亚洲论坛新闻中心年耗电量从80万度降低到60万度，这60万度全都用的是‘绿电’。”60万度“绿电”从何来?相关负责人表示，仰仗头顶的阳光以及吹来的海风：屋顶光伏、立面光伏及广场光伏地砖收集太阳能，游船码头上花朵风机被海风持续推动。

　　陆地面积约1.78平方千米的东屿岛，林地面积有限，要想实现零碳目标，关键要做“加减法”——大力发展清洁能源，减少碳排放量。于是，通过绿色节能改造升级，充分利用岛内博鳌亚洲论坛大酒店、新闻中心、停车场等可利用的屋顶、立面和空地，为它们换上与众不同的“新衣”——BIPV光伏发电产品，源源不断地为博鳌亚洲论坛提供绿电供应和保障。同时，为了确保建筑更美观、产品更可靠，相关设计团队充分考量了光伏与建筑的结合，充分利用建筑空间，在不影响建筑透光的情况下，设计了光伏屋顶、玻璃幕墙、光伏发电玻璃、光伏发电栏杆等产品，实现光伏产品与建筑融合，也让光伏的应用场景更加多元化。

　　在广东省清远市清城区，沿着环城东路向北走，一座不规则马鞍形建筑映入眼帘，这便是清远奥体中心，该建筑屋面造型复杂，外形由57片“花瓣”聚拢而成。每片“花瓣”又从46.3米高的屋面顺延到幕墙系统，中间还包含着光伏玻璃、幕墙玻璃、幕墙铝板等不同构造层。施工团队以金属屋面建造优势为基础，制定“金属屋面+光伏”的战略路线，在3.5万平方米金属屋面中，3100平方米碲化镉薄膜太阳能屋面系统以条带状造型嵌入。该太阳能系统光电转化率约15%，投入使用后预计每年可发电35万度，相当于减少排放二氧化碳约33万吨。在屋面板间嵌入太阳能电路板，对屋面板防水性能和电路板吸收效率都是巨大考验。项目团队在现场设置了1:1样板段，搭建太阳能电路板的BIM模型，通过与屋面模型进行合模，精准指导现场施工，确保实现两种材料接缝安装零误差，成功实现碲化镉薄膜太阳能系统效率最大化。安装后的太阳能光伏系统除提供场馆内正常的用电需求外，还能给外部电网提供支持。

　　行业的高质量发展，离不开政策的支持。近年来，我国接连出台多项光伏建筑行业相关政策，其中《关于推动城乡建设绿色发展的意见》中明确了要鼓励智能光伏与绿色建筑的融合创新发展;《2030年前碳达峰行动方案》提出，到2025年新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%;《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》提出推进新建建筑太阳能光伏一体化设计、施工、安装。此外，地方政府也不断加大政策引导和支持力度，目前陕西、浙江、广东、安徽等地明确了光伏建筑补贴政策，引导产业转型升级，鼓励企业投入资金研发，通过材料创新、技术创新、工艺创新降低光伏建筑一体化成本，扩展应用场景。

　　数据来源：中国建设新闻网