光伏+建筑,作為建筑節(jié)能增效、降低碳排放的重要手段,越來越受到重視。
為深入了解北京市光伏系統(tǒng)建筑應(yīng)用情況,由中國國檢測試控股集團股份有限公司牽頭的項目組此前針對北京農(nóng)村、工商業(yè)及城鎮(zhèn)建筑等方面的光伏系統(tǒng)應(yīng)用情況進行了調(diào)研,發(fā)現(xiàn)、歸納了一些問題,并提出了一些建議。
本報今日刊發(fā)項目組撰寫的有關(guān)光伏產(chǎn)品類型及應(yīng)用情況的分析文章。此次調(diào)研了解的情況、發(fā)現(xiàn)的問題和建議,對于北京市以外的地方來說,也同樣具有參考價值。
國內(nèi)從事建筑光伏的企業(yè)共計30余家,我們選取了具有代表性的光伏龍頭企業(yè)10家,共計25款產(chǎn)品進行調(diào)研分析。
光伏組件的3種類型
按照與建筑結(jié)合方式的不同,光伏組件主要分為3種:建材型、構(gòu)件型和附加型。
建材型光伏組件是將太陽電池與瓦、磚、卷材、玻璃等建筑材料復(fù)合在一起成為不可分割的建筑材料的光伏組件。如有的組件具有屋面、墻面建筑材料功能,具有良好的保溫、防水、隔斷、隔聲等功能。
建材型光伏組件一般可依據(jù)項目情況、特點進行定制,在保障建筑基本功能和節(jié)能減碳的前提下,進一步實現(xiàn)多樣化和個性化,符合不同用戶的需求。建材型光伏組件是目前光電建筑的推廣熱點,應(yīng)在使用中注意防火、防水、防滲透、防觸電、表面雨雪堆積及組件發(fā)電伴生集熱等問題。
構(gòu)件型光伏組件是與建筑構(gòu)件組合在一起或獨立成為建筑構(gòu)件的光伏組件。如以標準組件或定制光伏組件構(gòu)成建筑的雨棚構(gòu)件、遮陽構(gòu)件、欄板構(gòu)件等,建筑構(gòu)件一般提供雨棚、遮陽、陽臺空間等功能,雖然構(gòu)件型光伏組件不作為承重構(gòu)件,但需要充分考慮其安全性。
在滿足建筑構(gòu)件特定功能和美觀要求的基礎(chǔ)上,光伏組件也要保證其發(fā)電效率,因此構(gòu)件型光伏組件應(yīng)綜合考慮建筑物的整體造型和功能要求,選擇合適的產(chǎn)品,并進行選擇性安裝,拓展光伏組件的安裝形式適用范圍。
附加型光伏組件是將太陽能光伏組件附加安裝在建筑物上。在保障安全可靠的前提下,附加型光伏組件一般采用常規(guī)的光伏組件,這種組件安裝方式與建筑物的結(jié)合程度沒有前兩種高,組件一般不影響原有建筑的結(jié)構(gòu)特性,可根據(jù)用戶的需要靈活布置。例如常見的屋頂光伏方陣和墻面光伏方陣等,一般采用架空屋面安裝或固定支架傾角安裝。
附加型光伏組件每瓦單價最低
建筑屋頂采用附加型光伏組件是目前光伏建筑應(yīng)用市場的主要應(yīng)用類型,而建材型、構(gòu)件型光伏組件多為光伏廠家自行安裝或科學(xué)研究用途,采用附加型光伏組件和建材/構(gòu)件型光伏組件的應(yīng)用比例約為52%和48%。
從采用的光伏組件類型來看,主要有晶硅組件和薄膜組件。晶硅組件作為發(fā)展最早、技術(shù)最成熟的光伏組件類型,具有發(fā)電效率高、成本低的優(yōu)勢,而薄膜組件的技術(shù)發(fā)展較晚,但具有弱光性能好、溫度系數(shù)低等優(yōu)勢,可以與建筑較好地耦合。
總體看,附加型光伏組件每瓦單價最低,構(gòu)件型其次,建材型光伏組件成本最高。從產(chǎn)品效率看,晶硅效率略高于薄膜產(chǎn)品效率。薄膜產(chǎn)品透光性好、色彩可調(diào)、柔性化,晶硅產(chǎn)品成本低,發(fā)電效率高。產(chǎn)品類型不盡相同,但是更多的還是要考慮與建筑結(jié)合方式。
目前國內(nèi)建筑屋面按照形狀主要可以分為坡屋面、平屋面。原則上講,任何形式的屋面都可以安裝光伏系統(tǒng),但應(yīng)注意系統(tǒng)設(shè)計與房屋結(jié)構(gòu)的適配性及與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性。
另外,戶用分布式光伏系統(tǒng)安裝時還應(yīng)注意建筑安全性、施工安全性和并網(wǎng)便捷性、建筑屋面可維護性等幾個方面問題。
北京常見的戶用分布式光伏系統(tǒng)
目前北京地區(qū)常見的戶用分布式光伏系統(tǒng)與建筑結(jié)合有如下幾種:常規(guī)坡屋頂戶用分布式光伏系統(tǒng)、常規(guī)平屋面戶用分布式光伏系統(tǒng)、平改坡戶用分布式光伏系統(tǒng)及光伏庭院、光伏陽光房/棚光伏庭院、陽光房/棚等光伏系統(tǒng)。
針對常規(guī)坡屋頂場景,根據(jù)不同地區(qū)的房屋結(jié)構(gòu)差異,有順屋面安裝的鋁合金支架形式和C鋼支架形式,基座采用掛鉤形式固定在瓦片下,不影響原有排水;另外,針對北方地區(qū)揭瓦不便及地方風俗等特殊情況,可采用架空支架形式固定組件,該形式不破壞原有防水層,且適用多種瓦型。
針對常規(guī)平屋面場景,可根據(jù)現(xiàn)澆板和預(yù)制板屋面有不同的解決方案,通過多種排布方案組合形式,可應(yīng)對不同尺寸的屋面,提高屋面利用率的同時,最大程度提高光伏電站的發(fā)電量。
平屋頂?shù)某R?guī)安裝不能解決平屋頂漏水問題,并且為后續(xù)做防水帶來困難,也會給屋頂冬天除雪帶來困難和安全隱患,通過平改坡改造可有效降低風吹日曬、雨雪等對屋頂?shù)母g,減少室內(nèi)熱量的損耗。另外,積雪沿坡度下滑,可降低掃雪工作量。平改坡戶用分布式光伏系統(tǒng)受農(nóng)村用戶喜愛,同時能形成一定高度的儲物空間,讓房屋煥然一新,風格統(tǒng)一。
光伏庭院、光伏陽光房/棚光伏庭院、陽光房/棚等光伏系統(tǒng),不僅達到光伏發(fā)電的目的,規(guī)避了用戶屋面漏水的風險,同時為用戶提供了一個喝茶納涼聊天靜坐的場所。
建材型光伏工程經(jīng)濟性較差
與建筑屋頂附加分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)相比,建材型光伏發(fā)電系統(tǒng)工程造價增加在30%~200%之間。在除西藏地區(qū)外的省區(qū)市投資回收期均超過10年,整體經(jīng)濟性較差。
針對北京市工商業(yè)及公共建筑、城鎮(zhèn)新建和既有建筑,附加型、構(gòu)件型為更加適宜的結(jié)合形式,其成本較低,發(fā)電效率高,發(fā)電量大,經(jīng)濟效益更好。對創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)集群領(lǐng)域涉及的產(chǎn)業(yè)園區(qū)廠房、研發(fā)辦公用房等,以及科技園區(qū)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)領(lǐng)域的商務(wù)、辦公、實驗、會議會展、酒店等建筑,要求在技術(shù)經(jīng)濟論證可行情況下實施建材型項目建設(shè),屋面與外墻結(jié)合形成光電建筑。
針對北京市農(nóng)村住宅和農(nóng)業(yè)設(shè)施建筑,附加型和構(gòu)件型是更加適宜的結(jié)合形式,能緩解農(nóng)村清潔能源供暖的電耗較高經(jīng)濟壓力,其中的農(nóng)村成片新建、改造建設(shè)項目的建筑屋面、固定式農(nóng)業(yè)設(shè)施頂棚等,均具備良好的附加型和構(gòu)件型應(yīng)用形式。
原標題:光伏系統(tǒng)建筑應(yīng)用市場推廣情況調(diào)研:什么樣的光伏產(chǎn)品更受歡迎?