BIPV(Building-integrated Photovoltaics):指光伏组件既实现光伏发电功能,又承担建筑构件和建筑材料的功能,与建筑主体同时设计施工,与建筑物融为一体,是目前光伏建筑发展发力点。
目前BIPV产品按表现形式来看可分为建材型和构件型两种形式。“建材型”BIPV一体化更加完善,将光伏电池完全融合进建材中,从外观上可能与传统建筑材料差别不大(如图1左);而“构件型”BIPV偏向标准化产品,从外观上较易与传统建材区分(图1右)。
图1. BIPV 表现形式
BIPV屋顶又可分为普通屋顶和采光屋顶。普通屋顶一般应用于工业建筑,对屋顶透光性能无要求,主要用于替代传统金属屋顶或彩钢瓦屋顶,因此可以使用晶硅光伏电池,投资成本较低,经济性较好。同时由于BIPV设备具有较好的密封防水性能,从侧面延长了屋顶的使用寿命,目前的屋顶BIPV项目预计可达50年以上的使用寿命。
考虑到采光效率问题,目前BIPV立面主要应用于建筑的南侧立面(北半球)。由于大多数建筑尤其是高层写字楼对立面的采光需求较大,无法采用不透光的晶硅板光伏组件,必须使用透光薄膜光伏组件,组件成本较高的同时理论能量转化率较低。相较于屋顶,建筑立面往往承担了更多的功能,其光伏组件安装面积比率明显更低,相较于屋顶60%~70%的理论最大覆盖比率,传统光伏外墙的覆盖比率一般只有40%左右,光伏幕墙覆盖比率略高,但也只有60%左右。同时安装透光BIPV需要对建筑立面整体拆除重新改造,成本高难度大,一般建筑不容易进行改造。
图2. BIPV 应用场景分类
2021年光伏发电进入平价阶段,随着光伏发电成本进一步下降,大规模推广BIPV更加有利。随着技术升级,光伏发电成本还会进一步下降,有望成为最便宜的能源。自此,光伏发展由“补贴驱动”向“需求驱动”挺进,进入平价阶段,逐步摆脱对财政补贴的依赖,实现市场化发展、竞争化发展,行业配套政策不断完善。国家能源局明确未来将以非水可再生能源消纳责任权重作为各省每年装机规模依据,除户用光伏外,其他项目可自愿参与市场化交易形成上网电价。市场化电价环境将助力以BIPV为代表的分布式光伏发展,有利于整合资源实现集约开发,促进行业良性竞争。
图3. BIPV 发展历程
1)BIPV仍处在应用初期
市场运行机制并未完善,推广过程则存在诸多痛点。对于建设方,投资较大,回收周期较长,且建设标准不明确,容易形成无法验收等问题;对于使用方,需承担一定的使用成本,基于对经济效益、企业自身经营稳定性的考量,可能会降低使用的积极性;对于运营方,运维周期较长,对企业稳定性更敏感,容易和业主产生利益冲突。
2)当下无论是建材型还是构件型BIPV,都仍缺少国家层面的标准体系
由于过去几年BIPV行业还处于发展初期,对“光电建筑”尚未有准确且统一的概念,建筑行业对于BIPV的相关标准体系制定并不完善,主要是依靠行业内部讨论和地方规划来进行,这也导致缺少统一的以国家标准为主体的标准体系。整体来看,针对BIPV专用的标准体系建立仍需时间,近期BIPV应该还会主要沿用常规建材的标准。
消费者对绿色建筑和可持续发展的认识不断提高,对BIPV产品的需求也将持续增长。特别是在工商业领域,用户更加关注投资回报和节能减排效果,BIPV成为其理想选择。光伏建筑一体化(BIPV)行业产业链发展完善,未来市场经济发展前景广阔。在技术创新、政策支持、市场需求增长和跨界合作等多重因素的推动下,BIPV行业将迎来更加广阔的发展空间。
BIPV作为建筑物的构件,需要满足建筑结构的安全要求,包括抗风、抗震、防火等性能。因此,BIPV产品需要通过相关的结构安全检测,确保其与建筑的结合牢固可靠。严质检测作为一家解决方案提供商,面向不同应用场景,提供成熟的全套BIPV检测设备,具体方案欢迎垂询。