太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用

目前太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用主要分為兩種：

太陽(yáng)能獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)建筑應(yīng)用

可以實(shí)現(xiàn)與常規(guī)電力進(jìn)行切換，從而實(shí)現(xiàn)在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量不足的情況下，改由常規(guī)電力供電。太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電力通過逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，然后向用電?fù)荷供電，同時(shí)多余的電量又通過控制器向蓄電池組充電。在無日照的情況下，通過逆變器由蓄電池向用電負(fù)荷供電，當(dāng)蓄電池的電力不足時(shí)，自動(dòng)切換到常規(guī)電力，由常規(guī)電力給用電器提供電能。該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池組件、太陽(yáng)能電池支架、控制器、逆變器、蓄電池組等組成。整個(gè)系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行無需人工管理。

太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電建筑應(yīng)用

太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電力通過逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟? 不經(jīng)過蓄電池儲(chǔ)能 , 直接通過并網(wǎng)逆變器 , 把電能送上電網(wǎng) .效率更高，穩(wěn)定性更好，經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)，有利于城市內(nèi)推廣應(yīng)用。

“太陽(yáng)能家用發(fā)電系統(tǒng)”從1KW-50KW逐一劃分，不再單純的講每天只發(fā)1度電-50度電，而是根據(jù)客戶在實(shí)際使用過程中，每天的用電時(shí)間，用電高峰的峰值功率，照明設(shè)施，電器設(shè)施的負(fù)載特性來選擇控制器，逆變器，蓄電池的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。并且輸出的220V交流電全部采取隔離處理，即使家中老人或小孩因不小心觸摸到220V電力時(shí)也不會(huì)發(fā)生電擊，不會(huì)對(duì)人體造成任何損傷，這樣不僅提高了整套系統(tǒng)的安全性，也提高了整套系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

早在1839年，法國(guó)科學(xué)家貝克雷爾（Becqurel）發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏打效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”。1954年，美國(guó)科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用的單晶硅太陽(yáng)電池，誕生了將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)。

20世紀(jì)70年代以后，隨著現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展，化石能源正在一天天減少，碳排放量對(duì)環(huán)境的危害日益突出，全球約有20億人得不到正常的能源供應(yīng)。這個(gè)時(shí)候，全世界都把目光投向了可再生能源，其中太陽(yáng)能以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。太陽(yáng)輻射能是取之不盡、用之不竭、無污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。太陽(yáng)能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬千瓦，假如把地球表面0.1%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量可達(dá)5.6×1012千瓦小時(shí)，相當(dāng)于世界上能耗的40倍。正是由于太陽(yáng)能的這些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，20世紀(jì)80年代后，太陽(yáng)能電池的種類不斷增多，應(yīng)用范圍日益廣闊，市場(chǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)大。

迄今為止，光伏發(fā)電經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過程：① 從天上到地面：主要是1973年第一次石油危機(jī)，太陽(yáng)電池從主要作為空間電源向地面應(yīng)用發(fā)展；② 從獨(dú)立系統(tǒng)到并網(wǎng)發(fā)電：從環(huán)保角度出發(fā)，由于少用或不用化學(xué)蓄電池，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)比離網(wǎng)的獨(dú)立光伏系統(tǒng)更科學(xué)和環(huán)境友好；③ 從屋頂系統(tǒng)到與建筑結(jié)合或光伏建筑一體化：從單純的將光伏組件安裝在屋頂上，發(fā)展成為太陽(yáng)電池組件作為建筑材料的一部分。

光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑結(jié)合的早期形式主要是“屋頂計(jì)劃”，這是德國(guó)率先提出的方案和具體實(shí)施的。德國(guó)和我國(guó)的有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，建筑耗能占總能耗的三分之一，光伏發(fā)電系統(tǒng)最核心的部件就是太陽(yáng)電池組件，太陽(yáng)電池組件通常是一個(gè)平板狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)和加工，完全可以滿足建筑材料的基本要求。因此，光伏發(fā)電系統(tǒng)與一般的建筑結(jié)合，即通常簡(jiǎn)稱的光伏建筑一體化應(yīng)該是太陽(yáng)能利用最佳形式。

從簡(jiǎn)單的使用和安裝太陽(yáng)電池板，到現(xiàn)在能夠把太陽(yáng)電池板和建筑進(jìn)行比較好的結(jié)合，使得太陽(yáng)能光伏發(fā)電得到更廣闊的發(fā)展空間，“光伏發(fā)電與建筑物集成化”（Building- integrated photovoltaics）的概念在1991年被正式提出，是將太陽(yáng)能利用設(shè)施與建筑有機(jī)結(jié)合，利用太陽(yáng)能發(fā)電組件替代建筑物的某一部分，把建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，相互間有機(jī)結(jié)合，取代了傳統(tǒng)太陽(yáng)能的結(jié)構(gòu)所造成的對(duì)建筑的外觀形象的影響。利用太陽(yáng)能設(shè)施完全取代或部分取代傳統(tǒng)的玻璃幕墻，可減少成本，提高效益。目前，世界上只有德國(guó)、西班牙、日本、葡萄牙等少數(shù)國(guó)家擁有這種建筑。

在我國(guó)，光伏建筑一體化是在2006年9月30日深圳太陽(yáng)能學(xué)會(huì)年會(huì)上首次提出，并有8個(gè)單位作報(bào)告，介紹他們?cè)诮ㄖ锏脑O(shè)計(jì)中，用電池片取代房瓦和外墻裝修的人造石板，并統(tǒng)一安排建筑物和光伏發(fā)電系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，使光伏系統(tǒng)合理分布在房頂和墻體中，取得了顯著降低光伏建筑造價(jià)的效果。當(dāng)時(shí)的說法是，可以在一體化設(shè)計(jì)中，消化掉光伏系統(tǒng)增加的成本，這是一個(gè)意義重大的概念突破。在這次會(huì)議上，建筑領(lǐng)域的代表介紹了光伏建筑相關(guān)的另一個(gè)重要概念，“零能耗建筑”，一旦光伏建筑的發(fā)電量達(dá)到能夠滿足住戶生活需求。則稱之為“零能耗建筑”。

新政開啟光電建筑一體化市場(chǎng)

2012年，受歐盟、美國(guó)對(duì)中國(guó)光伏企業(yè)“雙反”調(diào)查影響，中國(guó)光伏企業(yè)大面積虧損，光伏產(chǎn)業(yè)面臨著生死存亡的危機(jī)。為挽救中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)，商務(wù)部發(fā)起對(duì)韓國(guó)、美國(guó)、歐盟光伏產(chǎn)品“雙反”調(diào)查，同時(shí)商務(wù)部、國(guó)家能源局、財(cái)政部、工信部、國(guó)家電網(wǎng)公司、眾多銀行機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)起對(duì)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的扶持政策。

2012年10月26日，國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布了《關(guān)于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》。自11月1日起，國(guó)內(nèi)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目將可享受全程免費(fèi)的并網(wǎng)服務(wù)。該服務(wù)的適用范圍包括“位于用戶附近，所發(fā)電能就地利用，余量上網(wǎng)，以10千伏及以下電壓等級(jí)接入電網(wǎng)，且單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)總裝機(jī)容量不超過6兆瓦?！备鶕?jù)測(cè)算，該范圍能涵蓋所有的屋頂和光電建筑一體化項(xiàng)目。

商務(wù)部、國(guó)家能源局、財(cái)政部、工信部等四部委和36家銀行機(jī)構(gòu)代表在河北保定召開秘密會(huì)議，開始討論中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展方向。會(huì)上，各部委人士基本達(dá)成一致，對(duì)光伏企業(yè)“保大棄小”，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

國(guó)家能源局出臺(tái)《促進(jìn)我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》、《分布式光伏發(fā)電示范區(qū)實(shí)施辦法和電價(jià)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)》等政策，對(duì)分布式光伏電價(jià)補(bǔ)貼主要內(nèi)容包括：所有分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，包括自發(fā)自用和余電上網(wǎng)部分，都可以獲得0.4-0.6元/度的補(bǔ)貼。

業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)：“如果把中國(guó)現(xiàn)有屋頂?shù)?5%-20%安裝上太陽(yáng)能，將會(huì)有10萬億的市場(chǎng)?！?100433B

太陽(yáng)能建筑在中國(guó)已經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展。最初的太陽(yáng)能建筑為中國(guó)五六十年代的太陽(yáng)房，主要采用被動(dòng)技術(shù)，通過被動(dòng)設(shè)計(jì)滿足人們的基本需求?，F(xiàn)在，太陽(yáng)能技術(shù)除被動(dòng)技術(shù)外，還發(fā)展了主動(dòng)技術(shù)，這主要表現(xiàn)在太陽(yáng)能光熱利用和太陽(yáng)能光電利用兩個(gè)方面。光熱利用主要是用于采暖和制冷，根據(jù)利用溫度的高低分為高溫利用、中溫利用和低溫利用。工程供熱主要是太陽(yáng)能高溫利用，日常的生活熱水供應(yīng)主要是低溫利用。太陽(yáng)能光電技術(shù)主要是利用單晶硅或多晶硅將光能轉(zhuǎn)化為電能，一般用于航天飛機(jī)、空間站或邊遠(yuǎn)地區(qū)。太陽(yáng)能建筑的光電利用，主要是用來實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能照明。

太陽(yáng)能光熱技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用非常廣泛，具有良好的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化基礎(chǔ)。而太陽(yáng)能光電技術(shù)，由于其較高的成本，還未像光熱那么普及。

中國(guó)太陽(yáng)能建筑發(fā)展環(huán)境日趨良好。在中國(guó)，1998年5月29日簽署加入《京都議定書》，2006年12月1日批準(zhǔn)施行《可再生能源法》，2007年8月31日發(fā)布《中國(guó)可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，2008年4月1日正式實(shí)施《節(jié)約能源法》，2008年10月1日開始實(shí)施《建筑節(jié)能條例》?！肮?jié)能減排”、“節(jié)能省地”成為建筑行業(yè)點(diǎn)擊率最高的詞語(yǔ)之一。這一切都在向人們昭示：中國(guó)的房屋建設(shè)及其能源問題已成為中國(guó)社會(huì)的全局問題，太陽(yáng)能建筑在中國(guó)的發(fā)展逐漸受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。

目前，江蘇、山東、河北、海南、云南等省，北京、上海、深圳、大連等市已經(jīng)在新建12層以下居住建筑以及辦公建筑、學(xué)校、醫(yī)院、賓館等公共建筑中開始強(qiáng)制推行太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，因此，應(yīng)用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)完全可以成為國(guó)家層面的建筑節(jié)能強(qiáng)制要求，從而讓50%或65%的建筑節(jié)能目標(biāo)包含更多的內(nèi)涵。

在中國(guó)太陽(yáng)能與建筑一體化技術(shù)已基本成熟的條件下，太陽(yáng)能與建筑一體化是中國(guó)太陽(yáng)能利用行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。中國(guó)政府對(duì)CO2減排國(guó)際義務(wù)的承諾和科學(xué)發(fā)展觀的落實(shí)，以及不斷加強(qiáng)的建筑節(jié)能全民意識(shí)和日益成熟的房地產(chǎn)市場(chǎng)環(huán)境，促進(jìn)了建筑節(jié)能完整利益鏈與市場(chǎng)化運(yùn)行機(jī)制的形成，為建筑利用太陽(yáng)能提供了良好機(jī)遇。可以肯定，未來的建筑市場(chǎng)將是節(jié)能減排的市場(chǎng)，太陽(yáng)能建筑將迎來快速發(fā)展的春天。

2009年3月23日，財(cái)政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用的實(shí)施意見》。