今年8月,有報道稱特斯拉再次發(fā)力屋頂光伏,可能將于年底推出Solar Roof v3.5,它是光伏建筑一體化的一種,該產(chǎn)品將光伏電池嵌入了鋼化玻璃中。Solar roof還是特斯拉虛擬電站布局的一部分。特斯拉此前宣布在美國加利福尼亞州推出虛擬電站計劃,利用其太陽能發(fā)電屋頂Solar Roof以及儲能電站Powerwa
2019年國家發(fā)改委印發(fā)了《綠色生活創(chuàng)建行動總體方案》,將綠色建筑行動列入創(chuàng)建內(nèi)容之一。2020年住建部等7部門印發(fā)《綠色建筑創(chuàng)建行動方案》,提出推動超低能耗建筑、近零能耗建筑發(fā)展,推廣可再生能源應用。此后各省市針對超低能耗建筑示范推廣的政策陸續(xù)出臺,在財政補貼、非計容面積獎勵、備案價上浮、綠色信貸等方面提出了政策優(yōu)惠。
02 BIPV“跨界難”, 光伏與建筑如何有機結合?
從BIPV概念被提出到現(xiàn)在,我國歷經(jīng)近20年才迎來了它的風口。但是風口之上的BIPV,與發(fā)展迅速的光伏行業(yè)相比,仍存在市占率低,普及程度低等問題。據(jù)統(tǒng)計我國每年約有40億平米左右竣工房屋面積,但近些年BIPV的市占率僅有2%。
“BIPV現(xiàn)在處于‘內(nèi)冷外熱’的階段,我們‘光伏圈’打得火熱,但是與之相關的建筑行業(yè)熱情度不高,關注度不夠。一直都是光伏人想把PV裝在建筑上!敝袊鳥IPV聯(lián)盟主席施正榮博士曾在中國BIPV聯(lián)盟年度論壇表示。
今年3月,住建部發(fā)布《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》,提出了“到2025年,完成既有建筑節(jié)能改造面積3.5億平方米以上,全國新增建筑太陽能光伏裝機容量0.5億千瓦以上”的量化目標。
這個量化目標的設定,再也不是光伏人的一廂情愿,現(xiàn)在建筑師同樣需要PV?墒,知易行難。大家都知道,建筑是人活動的場所,將光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝在建筑上首先要做到對人友好、安全。這就意味著它需滿足建筑的安全、防水、防雷、抗風揭、保溫、防火等特性。
但現(xiàn)在有不少光伏建筑項目做法簡單粗暴,直接將地面電站的做法和經(jīng)驗搬到建筑上,并沒有充分考慮建筑的功能。例如,光伏組件的安裝忽略對建筑熱工性能的影響,造成夏季屋面通風散熱問題;忽略對光伏系統(tǒng)進行荷載計算、構件承載力復核計算,對建筑使用周期內(nèi)的安全系數(shù)造成隱患
這些問題產(chǎn)生的主要原因在于,當前光伏產(chǎn)品大多是針對地面光伏電站的要求而設計生產(chǎn)的,對于BIPV產(chǎn)品研發(fā)制造時,并未真正以一體化理念去考慮光伏材料建材化,難以滿足建筑防火、防水、耐候等要求。另外,BIPV安裝過程即是建筑結構施工過程,需專業(yè)建筑施工團隊介入,而非光伏企業(yè)安裝。
以大同未來能源館BIPV項目為例,北京建工集團作為其所在園區(qū)的EPC總承包單位,全面負責工程設計、建設及建成后運營管理。未來能源館的光伏方案由北京建工集團能源團隊打造,光伏材料由光伏企業(yè)定制供應,施工團隊則負責解決施工難度大精度要求高的問題。
因此,要實現(xiàn)真正的光伏建筑一體化,光伏圈和建筑圈必須攜手同行,在建筑規(guī)劃階段開始統(tǒng)籌考慮建筑的地理位置、場地條件和自身設計,既要保證BIPV發(fā)電效率,也要實現(xiàn)建筑的基本使用功能,包括安全性能、對室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的影響以及觀賞性等。
建筑設計是一個多專業(yè)協(xié)同工作的過程,光伏系統(tǒng)設計需要加入其中,與各專業(yè)都建立緊密聯(lián)系,以保證設計的完整性和可靠性。如果光伏設計獨立或滯后于建筑設計,勢必會帶來方案的反復調(diào)整,延誤工程進度,增加額外成本。
03 BIPV“收益難”,千億市場怎么打開?
從BIPV廣闊的市場前景來看,確實能在全球范圍內(nèi)引起業(yè)界的注意。據(jù)統(tǒng)計,到2030年,全球BIPV市場規(guī)模約達6000億元。
因此,特斯拉在多年前就入局BIPV,以26億美元高價收購光伏公司Solar City,并于2016年推出Solar Roof,直接將電池片作為瓦片安裝在屋頂上,兼具屋頂和發(fā)電功能。特斯拉還專門設計了定制配件、通風口和天窗,最大程度保障屋頂顏色一致性與造型美觀度。