分布式光伏加速推動光伏幕墻發(fā)展，幕墻光伏建筑一體化空間廣闊。光伏幕墻系統(tǒng)主要使用光伏幕墻結(jié)構(gòu)技術(shù)、電能儲存作用、并網(wǎng)技術(shù)以及光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等多種運用高新技術(shù)的綜合應用系統(tǒng)。在普通建筑幕墻中用光伏玻璃替代普通玻璃使之成為光伏建筑一體化建筑，既為光伏玻璃提供了足夠的面積，又不需要另占土地，還能省去光伏玻璃的支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是今后值得發(fā)展的重點領(lǐng)域，也被認為是BIPV的發(fā)展方向。

2021年我國分布式光伏發(fā)電累計裝機容量107.50GW，占比達到35%。其中2021年新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機中，分布式新增約29GW，約占全部新增53%，歷史上首次突破50%，在此基礎(chǔ)上光伏建筑發(fā)展不斷提速，其中，在新建建筑領(lǐng)域，我們預計2022-2025年光伏幕墻建筑系統(tǒng)市場空間分別達416/498/615/680億元。而根據(jù)《銅銦鎵硒光伏幕墻技術(shù)的經(jīng)濟性分析》（姜凱.《建筑學報》），以沈陽市地區(qū)建筑面積為5000m2，太陽能光伏組件安裝在建筑南立面形成光伏幕墻，采用6943塊105W的CIGS太陽能組件，總裝機量為729kW的光伏幕墻為例，全生命周期收益約1371萬元，高于全生命周期成本約523萬元。同時光伏幕墻產(chǎn)生包括節(jié)能效益、減排效益等外部效益，共產(chǎn)生534萬元外部效益。根據(jù)國際能源網(wǎng)數(shù)據(jù)測算，幕墻新增上光伏的投資回收期在5-7年，整體經(jīng)濟效益良好。

原材料價格波動風險；政策推動不及預期；行業(yè)景氣度降低風險。

（一）幕墻為建筑外裝飾，按照構(gòu)件可以分為框架式、單元式、點支式

幕墻是建筑的外墻圍護，不承重，像幕布一樣掛上去，故又稱為“帷幕墻”，是現(xiàn)代大型和高層建筑常用的帶有裝飾效果的輕質(zhì)墻體。由面板和支承結(jié)構(gòu)體系組成的，可相對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力或自身有一定變形能力、不承擔主體結(jié)構(gòu)所作用的建筑外圍護結(jié)構(gòu)或裝飾性結(jié)構(gòu)，外墻框架式支撐體系也是幕墻體系的一種。

幕墻根據(jù)鑲嵌板可以分類玻璃幕墻、金屬板幕墻、非金屬板幕墻，玻璃幕墻包括單片玻璃、膠合玻璃、中空波粒幕墻，金屬板幕墻大多采用鋁板，非金屬板幕墻主要有石材板、千思板等。根據(jù)構(gòu)件可以分為框架式幕墻、單元式幕墻、點支式幕墻，框架式幕墻包括明框式和隱框式幕墻。


（二）行業(yè)產(chǎn)值連年攀升

我國建筑幕墻行業(yè)從1983年開始起步，是中國經(jīng)濟體制改革的產(chǎn)物， 近年來我國幕墻工程產(chǎn)值連年增長，建筑幕墻工程產(chǎn)值從2010年1500億增長到2020年4900億元，近十年GAGR為12.57%，其中2016年至2020年同比增長分別為6.25%/11.76%/ 6.58%/11.11%/8.89%，五年CAGR為8.90%，預計2021年超過5000億元。2015年之后幕墻工程產(chǎn)值增速下降主要是受整個建筑裝飾行業(yè)增速下降影響，2016年至2020年建筑裝飾行業(yè)產(chǎn)值同比增長分別為7.65%/7.10%/7.65%/9.00%/6.09%，五年CAGR為7.49%，由此看來幕墻工程產(chǎn)值近五年增長率雖然下滑但仍然高于整個建筑裝飾行業(yè)產(chǎn)值增長率。


根據(jù)中國幕墻網(wǎng)，2021年我國建筑幕墻工程主要采用玻璃幕墻，占比達到41%，占比有所下降，但依然超過其他類型；石材幕墻因公共建筑及城鎮(zhèn)化建設(shè)帶來的各類項目增多逐漸上升，達到19%；金屬幕墻尤其是鋁板幕墻的應用正在加大，作為可再生利用且較環(huán)保的幕墻類型，在追求個性化設(shè)計與幕墻表皮藝術(shù)化的當前，鋁板的可塑性更強，未來市場面將更加廣闊。從幕墻工程區(qū)域分布來看，華東地區(qū)與華南地區(qū)工程占比達到46%，占據(jù)我國建筑幕墻工程近半。

此外，根據(jù)中國建筑裝飾協(xié)會2020年建筑工程裝飾獎（幕墻類）獲獎項目分類來看，67%幕墻工程應用于商業(yè)建筑，30%應用與公共建筑。




二、分布式光伏加速推動光伏幕墻發(fā)展，幕墻光伏建筑一體化空間廣闊

（一）光伏幕墻是幕墻行業(yè)重要發(fā)展方向

1．光伏幕墻技術(shù)構(gòu)成

光伏幕墻系統(tǒng)主要使用的是光伏幕墻結(jié)構(gòu)技術(shù)、電能儲存作用、并網(wǎng)技術(shù)以及光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等多種運用高新技術(shù)的綜合應用系統(tǒng)。光電轉(zhuǎn)換技術(shù)主要是指通過半導體所具有的光生伏特效應，將太陽輻射轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽�以此來充分利用資源。在普通建筑幕墻中用光伏玻璃替代普通玻璃使之成為光伏建筑一體化（BIPV）建筑，既為光伏玻璃提供了足夠的面積，又不需要另占土地，還能省去光伏玻璃的支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是今后值得發(fā)展的重點領(lǐng)域，也被認為是BIPV的發(fā)展方向。光伏建筑一體化作為龐大的建筑市場和具有潛力的光伏市場的結(jié)合點，已成為未來建筑裝飾板塊主要的發(fā)展方向之一，而基于碳達峰、碳中和的國家戰(zhàn)略，光伏幕墻綠色建筑將成為幕墻行業(yè)主要發(fā)展方向。

光伏幕墻光伏系統(tǒng)包括作為光伏幕墻面板的光電板（即太陽能電池）、控制器、蓄電池組、逆變器等。其工作過程是：光電幕墻在太陽照射下，由光電板產(chǎn)生直流電，通過多極集電，即在太陽能控制器的控制下將光電幕墻產(chǎn)生的直流電通過蓄電池組儲存起來，使用時，蓄電池組輸出的直流經(jīng)過逆變、變壓等過程，轉(zhuǎn)化成可供使用的交流電，送入供電網(wǎng)絡或直接驅(qū)動負載。



2．光伏幕墻應用可行性分析

采用光伏組件作為建筑玻璃幕墻，不僅可以保持建筑原有的功能性、安全性以及美觀需求。還能通過全年發(fā)電提供電能，同時太陽能轉(zhuǎn)換的熱能可滿足建筑的季節(jié)性能源需求。在供暖季節(jié)產(chǎn)生熱空氣減少建筑的熱負荷，在非供暖季節(jié)產(chǎn)生熱水來滿足家庭需求。并且光伏組件內(nèi)的水循環(huán)能降低光伏幕墻的溫度，從而使系統(tǒng)始終保持良好高效的運行性能。



3．光伏幕墻主流太陽能電池簡介

光伏幕墻電池主要分為晶硅類和非晶類，晶硅類包括單晶硅和多晶硅，非晶類主要是薄膜類電池，常見的包括非晶硅薄膜、銅銦鎵硒（CIGS）、碲化鎘薄膜類太陽能電池。

硅基薄膜類太陽能電池的主要材料是硅基材料，包括非晶硅和微晶硅，電池硅層厚度約1μm，是硅晶電池的0.5%。硅基薄膜類太陽能電池具備優(yōu)良的弱光特性，可在陰雨天等低紫外線條件下仍保持較好的光吸收效率和高溫特性。相較于晶片型電池，硅基薄膜類太陽能電池熱斑效應低，受局部光線遮擋影響小，透光率可調(diào)范圍大，可靠性高，外觀呈現(xiàn)紅褐色，適合于偏暖色調(diào)的建筑外墻。

碲化鎘薄膜類太陽能電池是在玻璃基片或其他襯底基片上，依次沉積多層薄膜制備而成的光伏組件。碲化鎘是一種高吸收系數(shù)的化合物半導體材料，其吸收系數(shù)約是硅的100倍。碲化鎘薄膜類太陽能電池也具備極佳的弱光特性，對全光譜都有較好的吸收。相比硅基薄膜類太陽能電池，碲化鎘薄膜類太陽能電池在陰雨天等低紫外線條件下光吸收效率和高溫特性更優(yōu)異，整體性能更好。碲化鎘薄膜類太陽能電池不存在本征光致衰減效應，可保證25年80%的輸出功率。碲化鎘薄膜類太陽能電池外觀呈淺灰色，適用于偏冷色調(diào)的建筑外墻。

銅銦鎵硒薄膜太陽電池具有生產(chǎn)成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等顯著特點，光電轉(zhuǎn)換效率居各種薄膜太陽電池之首，接近于晶體硅太陽電池，而成本只是它的三分之一，被稱為下一代非常有前途的新型薄膜太陽電池，是近幾年研究開發(fā)的熱點。此外，該電池具有柔和、均勻的黑色外觀，是對于外觀有較高要求場所的理想選擇。



根據(jù)BIPVboost數(shù)據(jù)顯示，2018年針對屋頂應用的BIPV中，晶硅電池占比達到90%，薄膜類電池占比為10%， 而針對幕墻應用的BIPV中，晶硅電池占比為44%，薄膜類電池為56%。薄膜類太陽能電池由于可以根據(jù)需要制作成不同透光率，代替玻璃幕墻，所以在幕墻中應用更廣，而晶硅電池光電轉(zhuǎn)化率更高，屋頂相比起幕墻對透光性沒有特別要求，更適用于晶硅電池。

4．光伏與幕墻的結(jié)合形式

根據(jù)《太陽能光伏建筑一體化的立面設(shè)計研究》，光伏幕墻系統(tǒng)按構(gòu)造形式可分為：外掛幕墻、框架式幕墻、雙層幕墻和單元式幕墻。



5．光伏幕墻與光伏屋頂對比

光伏幕墻：BIPV光伏組件可以與建筑物的墻面結(jié)合，或者直接替代幕墻功能，光伏幕墻不僅要滿足光伏組件本身的性能要求，還需要滿足幕墻的建筑功能，例如抗風壓、氣密性能、透明度以及美觀度等，因此對光伏組件的要求很高。根據(jù)使用材料的不同可以將光伏幕墻分為兩大類∶晶體硅類光伏幕墻系統(tǒng)和薄膜類光伏幕墻系統(tǒng)。晶體硅類的轉(zhuǎn)換效率更高，更加適合在強光環(huán)境中工作。薄膜類能夠根據(jù)建筑物的需要進行定制化的設(shè)計，更具美觀性和協(xié)調(diào)性。

光伏屋頂：建筑物屋頂進行光伏組件改造由來已久，光伏系統(tǒng)在屋頂?shù)膽�用已�?jīng)十分廣泛。根據(jù)屋頂?shù)念愋筒煌�，光伏組件屋頂可以大致分為平屋頂式、斜屋頂式和曲面屋頂式三大類。平屋頂式可以通過調(diào)整光伏組件的角度，以獲得最大的太陽輻射量和最大的發(fā)電量，因此平屋頂式的經(jīng)濟效益最高。斜屋頂式是通過調(diào)整屋頂?shù)慕嵌龋瑢ふ易罴褍A角以滿足光伏組件需要的最佳光照角度。曲面屋頂式可以滿足建筑物的美學需要，但是由于受力更加復雜，因此對光伏組件的力學性能要求更高，施工難度和建設(shè)成本更高。

相比于光伏屋頂，相同條件下光伏幕墻單位裝機容量發(fā)電量低于光伏屋頂，根據(jù)《不同BIPV系統(tǒng)的收益及環(huán)境效益分析》，光伏幕墻系統(tǒng)25年壽命周期的發(fā)電量約為20.98kWh/Wp，產(chǎn)生的收益約為23.84元/Wp，光伏屋頂系統(tǒng)25年壽命周期的發(fā)電量約為28.73kWh/Wp，產(chǎn)生的收益約為32.63元/Wp。但建筑幕墻的表面積更大，能有效提高發(fā)電量，更適合用于高樓大廈的發(fā)電需求，同時光伏幕墻相對于光伏屋頂清潔更為簡單方便。

（二）分布式光伏發(fā)展迅速，長期發(fā)展空間廣闊

1．光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，提升空間依然可觀

根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，到2020年，我國光伏累計裝機量和新增裝機量已分別連續(xù)6年、8年、10年、14年位居全球首位，發(fā)展勢頭迅猛。根據(jù)國家能源局發(fā)布數(shù)據(jù)，2015-2021年，我國光伏發(fā)電的累計裝機量一路從43.18GW增長至307.38GW，新增裝機量在2021年達到了54.88GW。



集中式光伏發(fā)電一直是我國光伏發(fā)電主要組成部分，2021年累計裝機容量達到199GW，近年在累計光伏發(fā)電裝機容量中來占比持續(xù)穩(wěn)定在65%-70%，2021年新增裝機容量被分布式光伏發(fā)電超越，未來集中式光伏發(fā)電增長勢頭將進一步減弱。



2021年我國分布式光伏發(fā)電累計裝機容量107.50GW，占比35%且近年來持續(xù)穩(wěn)定增長。其中2021年我國新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機中，分布式光伏新增約29GW，約占全部新增光伏發(fā)電裝機的53%，歷史上首次突破50%，表明在政策推動下，分布式光伏發(fā)電的發(fā)展獲得長足進步，未來整縣推進等政策的落地將大大增強這一趨勢。

BIPV方面，目前國內(nèi)建筑屋頂光伏安裝仍以BAPV為主，但由于BIPV使光伏組件直接與建材相結(jié)合，技術(shù)路線先進，發(fā)電效益高，經(jīng)濟成本好，是未來光伏建筑解決方案BIPV未來的滲透率將越來越高，根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會光電建筑專委會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年全年，我國主要光電建筑產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)BIPV總裝機容量約709MW，總安裝面積377.4萬平方米，占當年全國分布式光伏裝機容量4.5%，未來有望進一步提高。



光伏玻璃產(chǎn)量及消費量快速增長。光伏玻璃由玻璃、太陽能電池片、膠片、背面玻璃、特殊金屬導線等組成。分晶體硅光伏玻璃和薄膜光伏玻璃兩大類，前者又分單晶硅和多晶硅兩類，常用作光伏幕墻材料。根據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù)，光伏玻璃產(chǎn)量2020年與2021年年產(chǎn)量同比分別增長24.20%和9.51%，2022年1-5月同比增長20.59%。光伏玻璃實際消費量2020年與2021年分別同比增長30.54%和10.72%，2022年1-5月同比增長19.88%。



2．新增建筑市場光伏幕墻市場空間廣闊

光伏屋頂依然是當今主流形式，但隨著雙碳政策推進，光伏屋頂難以滿足城市中建筑物用電需求，并且幕墻具有更大的表面積，所以光伏幕墻在未來的滲透率有望加快上升。

光伏幕墻市場大小需要考慮到諸多因素，首先是立面光照有效面積及時間，直接影響到總體發(fā)電量；其次由于幕墻具備采光要求，需使用特制薄膜電池，導致單位發(fā)電量及成本顯著高于普通晶硅電池組件，且定制化需求導致施工設(shè)計成本增高；再次由于幕墻及立面需要承擔多種功能，例如需為廣告預留空間等，導致總體發(fā)電量不及理想情況。最后，由于既有建筑幕墻及立面進行光伏改造的難度較大，整體撤換將產(chǎn)生較低的投資收益情況，因此在估算市場空間時主要考慮新增市場。

同上邏輯，為獲得光伏建筑發(fā)電及其中BIPV系統(tǒng)的增量市場空間，需得到各不同建筑類型實際可安裝面積，由于建筑類型的不同以及不同的投資方對于光伏建筑的安裝持不同態(tài)度，滲透率情況有顯著差異，基于此需進行進一步假設(shè)：住宅建筑在此不做考慮，而廠房及倉庫將比辦公及商服、公共建筑等更易實現(xiàn)幕墻/立面的BIPV普及，滲透率將較高，但整體而言，整體幕墻及立面市場的滲透率將不及屋面市場。同時，在得到時即可安裝裝機容量后，由于幕墻及立面采用的薄膜電池比例較大，整體成本相比屋頂光伏系統(tǒng)較高。

假設(shè)2022-2025年光伏幕墻單位面積造價按照4.43/4.20/4.10/3.80元/平米的趨勢遞減，預計2022-2025年幕墻光伏建筑系統(tǒng)市場空間分別達416/498/615/680億元。

（三）光伏建筑成本走低，光伏幕墻經(jīng)濟性良好

1．光伏建筑成本走低

全球范圍內(nèi)光伏建筑成本持續(xù)降低。根據(jù)IRENA（國際可再生能源機構(gòu)）數(shù)據(jù)顯示，2010-2019年間全球光伏發(fā)電總安裝成本由4702美元/kW快速下降至995美元/kW，降幅超過80%。其中我國戶用和工商業(yè)光伏安裝成本降幅近70%。戶用光伏安裝成本略高于工商業(yè)。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，光伏建筑成本將持續(xù)降低。



2．光伏幕墻經(jīng)濟性分析

根據(jù)《銅銦鎵硒光伏幕墻技術(shù)的經(jīng)濟性分析》，以沈陽市地區(qū)建筑面積為5000m2，太陽能光伏組件安裝在建筑南立面形成光伏幕墻，采用6943塊105W的CIGS太陽能組件，總裝機量為729kW的光伏幕墻為例，沈陽市年日照時間為2400h 左右，處于太陽能資源的三類地區(qū)，比較適合應用光伏發(fā)電技術(shù)。根據(jù)光伏軟件PVSYST計算出首年發(fā)電量為731.5MWh，按光伏組件的初始衰減為2.5%，線性年衰減為0.4%，25年總發(fā)電量為17087.3MWh。

案例中建造費用為1331.94萬元，后期維護費用為91.125萬元，替換原有建材的增量費用為1150元/m2，光伏幕墻全生命周期成本為建造費用+后期維護費用-替換原有建材的增量費用=1331.94+91.125-1150×5000/10000=848.06萬元。收益方面包括補貼收益和電價收益，補貼電價期限為20年計算，補貼電價0.10元/度，20年的補貼收益為138.09萬元，電價收益為1232.68萬元，全生命周期收益為1370.77萬元，高于全生命周期成本522.71萬元。

同時光伏幕墻產(chǎn)生包括節(jié)能效益、減排效益等外部效益，節(jié)能效益按每kWh0.31kg供電煤耗，煤按650元/噸計算，25年節(jié)約煤產(chǎn)生的效益為344.31萬元。減排效益包括二氧化碳以及氮硫化合物，產(chǎn)生減排效益約為189.54萬元。共計產(chǎn)生533.85萬元的外部效益。由此看來光伏幕墻經(jīng)濟性良好。

投資回收期方面，光伏幕墻的光伏部分投資回收期在5-7年。以1萬平米光伏幕墻為例，投資成本=每平方米新增成本*面積，每年收益=每平方米年發(fā)電量*工業(yè)用電單價*面積-運維費用。根據(jù)國際能源網(wǎng)資訊，每平米幕墻增加光伏新增成本為500-600元，1萬平米光伏幕墻投資成本為500-600萬元，按照國家規(guī)定峰時段用電每千瓦時1.025元，以及根據(jù)國際能源網(wǎng)每平方米光伏每年發(fā)電100千瓦時，每年獲利為102.5萬元，再扣除每年10%左右的運維費用，每年收益大概92.25萬元，得出光伏幕墻投資回收期大概5-7年。

（一）原材料價格波動風險

近兩年原材料價格大幅波動，而光伏幕墻行業(yè)主要為固定造價合同，因此毛利率對裝飾材料采購價格的波動存在一定敏感性，如果原材料價格在未來出現(xiàn)大幅度上漲，則這一波動仍將對公司的盈利狀況產(chǎn)生不利影響。

（二）政策推動不及預期

目前光伏建筑在政策推動下快速發(fā)展，未來政策環(huán)境變化可能導致其對行業(yè)推動作用減弱，反應在光伏幕墻行業(yè)的微觀層面上會導致相關(guān)公司訂單不及預期等。

（三）行業(yè)景氣度降低風險

近年來國家經(jīng)濟下行壓力大，地產(chǎn)行業(yè)景氣度較低，幕墻行業(yè)乃至整個建筑裝飾行業(yè)都受到影響，如果未來景氣度長期處于較低水平，幕墻行業(yè)市場需求可能收縮。