建筑節(jié)能:光伏建筑一體化

      將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而為人們提供生活熱水——對(duì)太陽(yáng)能的這種應(yīng)用方式，很多人已經(jīng)非常熟悉。然而，對(duì)于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電，進(jìn)而為人們提供照明或其他服務(wù)的太陽(yáng)能光伏建筑一體化的應(yīng)用方式，很多人卻并不熟悉。事實(shí)上，在包括國(guó)家體育館在內(nèi)的眾多奧運(yùn)工程中，這一方式已得到了成功的應(yīng)用。專家認(rèn)為，太陽(yáng)能光伏建筑一體化或許將成為建筑節(jié)能的新熱點(diǎn)。

　　太陽(yáng)能光伏建筑一體化，是應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電的一種新概念，簡(jiǎn)單地講就是將太陽(yáng)能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面來(lái)提供電力。根據(jù)光伏方陣與建筑結(jié)合的方式不同，太陽(yáng)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(yùn)會(huì)體育賽事的國(guó)家游泳中心和國(guó)家體育館等奧運(yùn)場(chǎng)館中，采用的就是光伏方陣與建筑結(jié)合的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，這些系統(tǒng)年發(fā)電量可達(dá)70萬(wàn)千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤170噸，減少二氧化碳排放570噸。

　　太陽(yáng)能光伏建筑一體化，始于國(guó)外。近年來(lái)，國(guó)外推行的光伏與建筑相結(jié)合的太陽(yáng)能應(yīng)用方式，極大地推動(dòng)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(diǎn)：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(wú)需額外占用土地，這對(duì)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(shí)期，對(duì)電網(wǎng)可以起到調(diào)峰作用；光伏陣列吸收太陽(yáng)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(fù)荷，所以也可以起到建筑節(jié)能作用。聯(lián)合國(guó)能源機(jī)構(gòu)的調(diào)查報(bào)告顯示，太陽(yáng)能光伏建筑一體化將成為21世紀(jì)城市建筑節(jié)能的市場(chǎng)熱點(diǎn)，太陽(yáng)能建筑業(yè)也因此將成為21世紀(jì)最重要的新興產(chǎn)業(yè)之一。

　　由于中國(guó)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(jìn)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(yáng)能是最清潔并且是免費(fèi)的，開發(fā)利用過程中不會(huì)產(chǎn)生任何生態(tài)方面的副作用。為此，中國(guó)在借鑒國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家推行太陽(yáng)能光伏建筑一體化技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開始了這方面的探索。2003年，在中國(guó)相關(guān)部門的組織下，在北京市大興區(qū)建成了一幢建筑面積達(dá)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(yùn)行后，于2004年6月全面通過驗(yàn)收，被專家評(píng)議為“我國(guó)第一幢綜合利用太陽(yáng)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(guó)家科技部“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目。2004年深圳建成目前亞洲最大的并網(wǎng)太陽(yáng)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(wàn)度。電站設(shè)計(jì)及安裝與深圳綜合展館、花卉展館等建筑融為一體，堪稱國(guó)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(yáng)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(rèn)為，上述光伏建筑一體化建筑的設(shè)計(jì)和建成，在一定程度上代表了世界上最先進(jìn)的用能方式，這不僅對(duì)于中國(guó)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(duì)于廣大的農(nóng)村地區(qū)推廣這種太陽(yáng)能利用方式也具有借鑒意義。專家分析：中國(guó)是個(gè)發(fā)展中國(guó)家，地域遼闊，有許多邊遠(yuǎn)省份和經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前尚有約900萬(wàn)戶、6000萬(wàn)人口還沒有用上電，60％的有電縣嚴(yán)重缺電。這些地區(qū)的農(nóng)牧民，居住分散，遠(yuǎn)離電網(wǎng)，而且用電水平很低，在10年甚至20內(nèi)可能都無(wú)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(rèn)為，在世界市場(chǎng)的拉動(dòng)下，中國(guó)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(diǎn)的步伐：作為太陽(yáng)能建筑一體化系統(tǒng)中的主要部件——光伏方陣中的太陽(yáng)能電池組件，中國(guó)的年產(chǎn)量己由世界份額逐年增長(zhǎng)，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(guó)家之一。而在全世界范圍內(nèi)，目前大部分的太陽(yáng)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(guó)的漸次推廣將是順理成章的事。