如何更好的在建筑中利用太阳能光伏光热建筑一体化系统

随着碳达峰、碳中和被写入《政府工作报告》，这将推动能源产业格局重构，绿色能源使用率将进一步提升。太阳作为清洁、廉价的能源形式被广泛使用，如太阳能热水器就是其中非常普遍的一种，但传统热水器仅能满足热水一种单一功能，并且易受天气影响。上海兴邺材料 科技 有限公司在传统太阳能的基础上，研发出集发电热水于一体的太阳能光伏光热一体机，满足人们生活用热水的基础上，还可为居民提供电，实现发电加热水双重功效，进一步方便了人们的生活。

热水发电双重功效，打破传统太阳能热水器功能单一壁垒

为了满足人们的使用需求，热水器从燃气热水器、到电热水器、太阳能热水器，再到空气能热水器，热水器的发展在与时俱进，不断进步，而现在还出现了太阳能光伏光热一体机热水器。

太阳能热水器作为绿色能源产品，一直受到市场关注，不管是消费者还是厂商，都相当重视。然而传统太阳能热水器仅仅只能满足热水需求，在夏天光照充足下，水温太高，多余的热能被白白浪费。

上海兴邺 科技 研发的太阳能光伏光热一体机综合了光伏发电和光热产热的功能，一方面在日照下不仅可以通过吸收板面温度将热量转换为热能，让水箱里的水加热，满足用户的热水需求。另一方面，该太阳能光伏光热一体机在普通热水器的基础上，融入了太阳能发电装置，它采用一面光伏板，一面集热管的设计，当水烧热后，阳光照射到光伏板上，光伏板吸收太阳光将光能转换成电能，供用户使用。

兴邺太阳能光伏光热一体机实现了太阳能热水和太阳能发电双重功能，用户在使用太阳能热水的同时也可以免费使用到太阳能转化的电能，实现家用太阳能热水器发电自用。一机双用，其综合使用效率非常高，颠覆了人们对传统太阳能热水器的认知，为用户带来耳目一新的使用体验。

集热及保温效果良好，阴雨天同样有热水

传统热水器的加热 “靠天吃饭”，晴天光照充足的情况下，水很容易烧热，洗个热水澡的问题轻而易举的解决。然而当阴雨天来袭，光照不足导致水温很难上升。为解决这个问题，很多太阳能产品加入了电辅热装置，方便在光照无法加热开启电辅热就能保证用户的用水需求。但是这个问题又回到了使用传统能源的问题上，不能很好的做到利用绿色能源，不利于可持续发展。

这个问题如何解决呢？兴邺太阳能光伏光热一体机的专利技术可很好的解决这个问题，它利用角度可调的玻璃反光镜将射向集热管外侧的太阳光反射至集热管，从而保证了太阳热水器的各根集热管全天中任一时段都能获取充足的光照，显著提升热水器的集热效果。这种配置反光板的太阳能热水器，利用围绕集热管转动的反光板将射向集热管外侧的太阳光反射至集热管，在提升太阳能热水器全天中任一时段集热效果的同时，保护每根集热管免遭破坏，更具有实用性。

兴邺的光热光伏一体机足够日照条件下，30分钟即可将水加热到80度，再搭配同样有专利技术的真空保温水箱，保温性能更强，可实现加热一整天，热水一周不掉温的保温效果，保证即使在阴雨天光照不足的情况下，同样有热水使用。

兴邺太阳能光伏光热一体机集发电热水双重功效，并且集热效果更强，保温效果良好，可谓突破我国太阳能热水器发展瓶颈，重新定义太阳能热水器，为太阳能的利用开启了更多可能。

兴业太阳能致力于建筑幕墙、光伏建筑一体化、光热建筑一体化、工业化太阳能住宅等系统解决方案的设计、加工装配和集成运营服务，同时生产和销售光伏产品、光热产品、薄膜产品及铝合金产品，包括光伏组件、光伏路灯、太阳能集热器、空气源热泵等。公司设有独立的研发中心，已取得多项国家专利，并与国内外多所著名高校和科研机构进行产学研合作，积极承担新能源领域重大科技专项任务，持续创新，锐意进取。

兴业太阳能坚持“产业规模化、市场全球化、人才专业化、管理现代化”的发展战略，秉承“以人为本，科技兴业”、“和谐兴业，共同发展”的文化理念，立志成为清洁能源应用集成领域的领军企业。

“随着光伏本身系统造价越来越低，建筑物发电投资成本也将逐步走低，投资回收将有所加快，这也为光伏建筑一体化行业带来了新的发展机遇。” 赫里欧新能源主席兼CTO崔永祥日前在上海举行的BIPV联盟论坛会议上表示。随着我国光伏行业逐步走向平价，结合光伏与建筑行业的光伏建筑一体化（BIPV）产业迎来发展风口，国内外新能源企业陆续入局，BIPV产业市场潜力有待释放。

光伏平价带来BIPV发展空间

在全球多国已宣布了降低建筑能耗节能目标的大背景下，绿色建筑发展也成为了多国能源转型的一大重点。在光伏补贴退坡之际，在业内人士看来，光伏行业发展将不再是“补贴驱动”，而将转变为“需求驱动”，BIPV则迎来新的发展契机。

同时，随着光伏发电成本不断降低，近几年来，国内外BIPV产业热度也不断提高。2016年，特斯拉宣布收购加州企业SolarCity进入光伏行业，随后也曾多次在公开场合表示将开发中国光伏屋顶市场。2019年，国内光伏巨头隆基股份则宣布进军BIPV市场，并于今年推出了自行研发的工商业 BIPV屋顶产品。根据隆基发布的BIPV建筑光伏一体化解决方案，BIPV项目投资回收年限仅为7-8 年，IRR则能够达到11%，商业前景可观。

杭州禾迈电力电子技术有限公司CTO赵一认为，BIPV发展至今已有20年的 历史 ，但近几年热度快速上扬，正是由于光伏发电成本已经降低到了一个“临界点”，能够开始支撑BIPV产业的发展。“由于我国地域辽阔，资源分布存在不均，分布式光伏发展将更加符合现实情况，随着光伏行业各个环节的技术都已走向成熟，BIPV的应用也将迎来契机点。”

行业痛点有待解决

尽管市场潜力巨大，但在业内专家看来，BIPV行业仍存在一定的行业痛点。

上迈(上海)新能源 科技 有限公司董事长施正荣表示：“BIPV是光伏产业所以从业者的一个梦想和理想，但从现状来看，目前国内BIPV落地的项目仍不是很多，甚至存在内冷外热的现象。”他指出，当前国内建筑行业与光伏行业仍缺乏沟通，两个行业尚难以融合发展，另外，BIPV行业也缺乏相应的验收标准，这也拖慢了部分BIPV新建项目的应用进程。

崔永祥则指出，BIPV的本质仍是让构筑物和建筑物的外层维护结构具备发电功能，过去BIPV技术是将光伏加到建筑物上，这也带来了火灾、漏水等现实隐患，现在BIPV技术不断革新，行业也需要 探索 更多新的系统解决方案。

原国务院参事、原 科技 部秘书长石定寰认为，目前我国政府出台的相关绿色节能建筑的文件以号召居多，但缺少具体落实的行动举措，对于BIPV这一行业，在国家绿色建筑标准体系中也没有具体的节能指标。“在技术逐步走向成熟的过程中，政府机构应抓住这一发展机会，制定相关的标准体系，完善整体的行业规划，对行业发展起到引导作用。”

技术路线预期“百花齐放”

对于BIPV行业的未来，在业内专家看来，技术路线将呈现“百花齐放”的态势，建筑与光伏结合的“想象空间”仍有待发掘。

石定寰指出，正如光伏行业的发展进程，不论是晶硅还是薄膜等材料，都具有不同的应用场景，而光伏与建筑结合也将有多种形式，包括屋顶、地板、幕墙等，应用范围相对较广，同时我国地域辽阔，光伏建筑在不同区域内也可以延伸出不同的应用方式。

崔永祥举例称，BIPV不仅仅是简单的屋顶发电或墙壁发电，未来BIPV在5G基站、路灯、阳台等多场景下均有合适的应用服务场景。“总体上来讲BIPV市场潜力巨大，预计在各个细分市场、细分领域出现多元化发展。现在BIPV的发展仅仅是对建筑做一个点缀，但事实上随着技术发展，光伏与建筑、建材结合后更能够让建筑物变成发电体。”崔永祥说，“如果以光伏的思维来看，BIPV产业的空间相对较小，但如果结合建材领域，也是对建材领域的一种升级，BIPV则是一片蓝海。”

光伏建筑一体化（即BIPV Building Integrated PV，PV即Photovoltaic）是一种将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术。光伏建筑—体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV：Building Attached PV)的形式。

光伏建筑一体化可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中，光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式，特别是与建筑屋面的结合。

根据光伏方阵与建筑结合的方式不同，太阳能光伏建筑一体化可分为两大类：

第一类是光伏方阵与建筑的结合。这种方式是将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物作为光伏方阵载体，起支承作用。

第二类是光伏方阵与建筑的集成。这种方式是光伏组件以一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。

光伏方阵与建筑的结合（即第一类）是一种常用的形式。2008年奥运会体育赛事的国家游泳中心和国家体育馆等奥运场馆中，采用的就是光伏方阵与建筑结合的太阳能光伏并网发电系统，这些系统年发电量可达70万千瓦时，相当于节约标煤170吨，减少二氧化碳排放570吨。

深化设计内容涵盖了设计说明，图例，布置图，原理图，各部件产品图，系统控制线路图等一系列内容。以光热系统深化设计为例，包括设计说明，系统原理图，图例，目录，产品大样图，系统布置图，管路图，基础大样图，支架大样图，管道和保温大样图，定位图，控制系统接线图等内容。

深化设计是独立于建筑设计的图纸，需要设计院审核并由设计院统一盖章确认并交建住方使用。

各地深化设计内容基本一直，具体流程以项目设计要求为准。

1，德州东帝光电科技有限公司座落于德州市，北依河北省，南邻省会济南，西接山西煤炭基地，东连胜利油田及胶东半岛，处于华北、华东两大经济区连结带和环渤海经济圈、黄河三角洲以及“大京九”经济开发带交汇区内。

2，晶科能源控股有限公司（纽交所代码：JKS)，是全球极具创新力的光伏企业。公司为中国，美国，日本，德国，英国，智利，南非，印度，墨西哥，巴西，阿联酋，意大利，西班牙，法国，比利时以及其他地区的地面电站，商业以及民用客户提供太阳能产品，解决方案和技术服务。

3，汉飞新能源（深圳）有限公司是新能源领域的综合性服务公司，提供太阳能发电、太阳能热水、电力交易相关的一站式服务。汉飞致力于调整企业用电结构、优化电力资源配置、能为企业用户降低用电成本。

4，深圳南方阳光太阳能技术有限公司成立于2005年底，是专业从事太阳能光伏、光热、太阳能家用发电一体机和LED等产品的研发、生产、设计、安装和售后服务为一体的高新技术企业。

5，晶华光普（北京）新能源科技有限公司，是一家致力于绿色能源，专业从事太阳能光伏、光热、太阳能家用发电一体机和LED广告媒体等产品的研发、设计、工程安装和售后服务为一体的新能源技术企业。

6，甘肃程浩新能源有限公司成立于2012年，位于丝绸之路经济带的重要节点城市——甘肃省兰州市。公司从事太阳能光伏、风力发电机等各类新能源产品的设计、制造、销售、工程及服务。

7，亿晶光电科技股份有限公司（以下简称“亿晶光电”），是中国第一家在上海证券交易所A股上市的专业生产太阳能电池组件的光伏企业，亿晶光电通过其全资子公司常州亿晶光电科技有限公司开展所有生产经营活动，勤诚达投资（为勤诚达集团全资子公司）现是亿晶光电第一大股东。

8，山东盛唐新能源电力股份有限公司成立于2013年，于2016年8月完成股份制改革，是一家引进德国先进经验的高新技术企业，淄博市光伏行业协会会长单位。公司位于山东省淄博市经济开发区新华大道3009号。

9，湖南万千光伏科技有限公司由多名光伏行业资深光伏专家共同创建，是湖南光伏领域专业的系统集成商和整体解决方案服务商之一。

10，晶澳太阳能成立于2005年，是光伏发电解决方案平台企业，产业链覆盖硅片、电池、组件及光伏电站。晶澳在全球拥有12个生产基地，在海外拥有13个销售公司，产品足迹遍布135个国家和地区，广泛应用于地面光伏电站以及工商业、住宅分布式光伏系统。

1，光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。

2，硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。

3，当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。