太陽能光電建筑應(yīng)用應(yīng)用現(xiàn)狀

太陽能建筑在中國已經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展。最初的太陽能建筑為中國五六十年代的太陽房，主要采用被動技術(shù)，通過被動設(shè)計滿足人們的基本需求?，F(xiàn)在，太陽能技術(shù)除被動技術(shù)外，還發(fā)展了主動技術(shù)，這主要表現(xiàn)在太陽能光熱利用和太陽能光電利用兩個方面。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能高溫利用，日常的生活熱水供應(yīng)主要是低溫利用。太陽能光電技術(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、空間站或邊遠(yuǎn)地區(qū)。太陽能建筑的光電利用，主要是用來實現(xiàn)太陽能照明。

太陽能光熱技術(shù)在中國的應(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。

中國太陽能建筑發(fā)展環(huán)境日趨良好。在中國，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《中國可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，2008年4月1日正式實施《節(jié)約能源法》，2008年10月1日開始實施《建筑節(jié)能條例》。“節(jié)能減排”、“節(jié)能省地”成為建筑行業(yè)點擊率最高的詞語之一。這一切都在向人們昭示：中國的房屋建設(shè)及其能源問題已成為中國社會的全局問題，太陽能建筑在中國的發(fā)展逐漸受到社會各界的廣泛關(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制推行太陽能熱水系統(tǒng)，因此，應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)完全可以成為國家層面的建筑節(jié)能強制要求，從而讓50%或65%的建筑節(jié)能目標(biāo)包含更多的內(nèi)涵。

在中國太陽能與建筑一體化技術(shù)已基本成熟的條件下，太陽能與建筑一體化是中國太陽能利用行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。中國政府對CO2減排國際義務(wù)的承諾和科學(xué)發(fā)展觀的落實，以及不斷加強的建筑節(jié)能全民意識和日益成熟的房地產(chǎn)市場環(huán)境，促進了建筑節(jié)能完整利益鏈與市場化運行機制的形成，為建筑利用太陽能提供了良好機遇?？梢钥隙?，未來的建筑市場將是節(jié)能減排的市場，太陽能建筑將迎來快速發(fā)展的春天。

目前太陽能光電建筑應(yīng)用主要分為兩種：

太陽能獨立發(fā)電系統(tǒng)建筑應(yīng)用

可以實現(xiàn)與常規(guī)電力進行切換，從而實現(xiàn)在太陽能發(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，自動切換到常規(guī)電力，由常規(guī)電力給用電器提供電能。該太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池組件、太陽能電池支架、控制器、逆變器、蓄電池組等組成。整個系統(tǒng)全自動運行無需人工管理。

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電建筑應(yīng)用

太陽能電池板產(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)濟性更優(yōu)，有利于城市內(nèi)推廣應(yīng)用。

“太陽能家用發(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)客戶在實際使用過程中，每天的用電時間，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電力時也不會發(fā)生電擊，不會對人體造成任何損傷，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)濟價值。

早在1839年，法國科學(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)”，簡稱“光伏效應(yīng)”。1954年，美國科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實用光伏發(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)。這個時候，全世界都把目光投向了可再生能源，其中太陽能以其獨有的優(yōu)勢，成為人們關(guān)注的焦點。太陽輻射能是取之不盡、用之不竭、無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦，假如把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量可達5.6×1012千瓦小時，相當(dāng)于世界上能耗的40倍。正是由于太陽能的這些獨特優(yōu)勢，20世紀(jì)80年代后，太陽能電池的種類不斷增多，應(yīng)用范圍日益廣闊，市場規(guī)模逐步擴大。

迄今為止，光伏發(fā)電經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程：① 從天上到地面：主要是1973年第一次石油危機，太陽電池從主要作為空間電源向地面應(yīng)用發(fā)展；② 從獨立系統(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“屋頂計劃”，這是德國率先提出的方案和具體實施的。德國和我國的有關(guān)統(tǒng)計表明，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電池組件，太陽電池組件通常是一個平板狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)過特殊設(shè)計和加工，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，即通常簡稱的光伏建筑一體化應(yīng)該是太陽能利用最佳形式。

從簡單的使用和安裝太陽電池板，到現(xiàn)在能夠把太陽電池板和建筑進行比較好的結(jié)合，使得太陽能光伏發(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，是將太陽能利用設(shè)施與建筑有機結(jié)合，利用太陽能發(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，相互間有機結(jié)合，取代了傳統(tǒng)太陽能的結(jié)構(gòu)所造成的對建筑的外觀形象的影響。利用太陽能設(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、西班牙、日本、葡萄牙等少數(shù)國家擁有這種建筑。

在我國，光伏建筑一體化是在2006年9月30日深圳太陽能學(xué)會年會上首次提出，并有8個單位作報告，介紹他們在建筑物的設(shè)計中，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，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的效果。當(dāng)時的說法是，可以在一體化設(shè)計中，消化掉光伏系統(tǒng)增加的成本，這是一個意義重大的概念突破。在這次會議上，建筑領(lǐng)域的代表介紹了光伏建筑相關(guān)的另一個重要概念，“零能耗建筑”，一旦光伏建筑的發(fā)電量達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

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

2012年10月26日，國家電網(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，國內(nèi)分布式光伏發(fā)電項目將可享受全程免費的并網(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接入電網(wǎng)，且單個并網(wǎng)點總裝機容量不超過6兆瓦?！备鶕?jù)測算，該范圍能涵蓋所有的屋頂和光電建筑一體化項目。

商務(wù)部、國家能源局、財政部、工信部等四部委和36家銀行機構(gòu)代表在河北保定召開秘密會議，開始討論中國光伏產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展方向。會上，各部委人士基本達成一致，對光伏企業(yè)“保大棄小”，增強競爭力。

國家能源局出臺《促進我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》、《分布式光伏發(fā)電示范區(qū)實施辦法和電價補貼標(biāo)準(zhǔn)》等政策，對分布式光伏電價補貼主要內(nèi)容包括：所有分布式光伏發(fā)電項目，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/度的補貼。

業(yè)內(nèi)人士預(yù)計：“如果把中國現(xiàn)有屋頂?shù)?5%-20%安裝上太陽能，將會有10萬億的市場?！?100433B

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