建筑光伏领域的技术突破和商业化推广,可使我国建筑由传统能源消耗大户变成能源生产大户,使得我国可再生能源生产与绿色能源建筑发展紧密结合,顺应趋势,抢占高地,汉能等企业全面加速推进了光伏民用建筑一体化市场的扩大战略。但是在建筑上应用光伏产品或技术和在地面上一样吗?
有专家表示,从早期的光电建筑示范项目到“金太阳工程”,再到如今的分布式发电,光伏发电项目都是由光伏制造公司如光伏组件制造商、BOS平衡系统制造商、EPC公司等执行建设,这些企业关注的方向更多在于电站的发电量,比较少关注光伏与建筑的结合,以及光伏系统对建筑物的影响,因此造成安全和火灾隐患、破坏建筑保温和防水系统等质量问题层出不穷。
以屋顶光伏为例,专家介绍说,我国既有和在建建筑中工业建筑占15%、公共建筑占15%、住宅建筑占70%。屋顶光伏按照屋顶的属性,分为工商企业的屋顶光伏应用、政府与学校等公建屋顶光伏应用、民居屋顶光伏应用三大类。根据已建成的项目案例来看,形势严峻并突出的技术障碍是,光伏技术或产品与建筑物屋面的结构荷载、抗震标准、系统自重、风载荷、雪载荷、抗风负荷、防火、防雷击、屋顶设施空间布局,阴影遮挡及光伏支架接点对建筑物屋面保温防水层的保护等诸多建筑技术要求的适应性问题。特别是,国内既有建筑大部分在当年的建筑设计和结构设计时未考虑安装光伏发电设施,制约了光伏系统在既有建筑上的大规模应用。有些地方标准更是明确禁止“损坏房屋承重结构和破坏房屋外貌”。
按照光伏方阵与建筑结合的方式不同,建筑光伏的应用分为两大类:一类是光伏方阵与建筑的结合。这种方式是将封装好的光伏组件平板或曲面板以支架和平铺的方式安装在建筑物的屋顶,光伏发电系统作为附加构件依附于建筑物上,建筑物作为光伏方阵载体,起支撑作用。另一类是光伏方阵与建筑的集成。这种方式是光伏组件以一种建筑材料(屋面瓦、屋面隔热板、防水卷材、外墙砖、外墙保温装饰一体化板等)或建筑构件(遮阳板、雨篷、阳台护板、阳光房、装饰构件等)的形式出现,光伏构件成为建筑物不可分割的一部分。
据了解,在这两种方式中,光伏方阵与建筑的集成是光电建筑的一种高级形式。它要求光伏组件不仅要具备光伏发电的功能,还要兼顾建材的遮风、挡雨、保温隔热、防水防火、装饰、防护等功能,并与建筑物有机结合、融为一体。但目前我国现有的光伏建筑项目中光伏方阵大多是通过简单的支撑结构或以平铺的方式将光伏组件附着在建筑屋面,不属于国家标准规范所要求优先采用的建材型光伏构件和建筑构件。
“以建筑光伏系统为主流的分布式光伏系统,与地面光伏电站是截然不同的两个技术领域。传统的晶硅等太阳能光伏组件主要用于地面集中电站,技术和制造工较简单,已成为成熟的产业。光伏构件是光伏发电模块和建材相集成的技术产品,因此它必须同时具备光伏组件特性和建材特性,必须满足包括建筑安全和建筑节能在内的诸多技术标准。在欧、美、日等发达国家,建筑光伏一体化已成为一个单独的高新技术产业门类,其涉及的领域包括光电建筑设计、光伏建材集合技术、光伏构件的高端设备制造、光电建筑施工建造等。我国建筑光伏一体化起步较晚,前瞻性的系统研究不够,技术基础比较薄弱。特别是光伏构件的研发难以跟上日益增长的市场需求。”该专家表示到。