太阳能光伏玻璃建筑的一体化进程

      近来建筑的美学要求：BIPV建筑首先是一个建筑，它是建筑师的艺术品，就相当于音乐家的音乐，画家的一幅名画，而对于建筑物来说光线就是他的灵魂，因此建筑物对光影要求甚高。但普通光伏组件所用的玻璃 大多为布纹超白钢化玻璃，其布纹具有磨砂玻璃阻挡视线的作用。如果BIPV组件安装在大楼的观光处，这个位置需要光线通透，这时就要采用光面超白钢化玻璃制作双面玻璃组件，用来满足建筑物的功能。同时为了节约成本，电池板背面的玻璃可以采用普通光面钢化玻璃。
　　普通光伏组件封装用的胶一般为EVA，由于EVA的抗老化性能不强、使用寿命达不到50年，不能与建筑同寿命。EVA发黄将会影响建筑的美观和系统的发电量，所以设计师在选择BIPV组件时应该尽量避免使用EVA封装的组件。
　　中国建设部1997年批准实行的《玻璃幕墙工程技术规范》中，规定了夹层安全玻璃生产，应采用PVB干法加工。PVB膜对无机玻璃具有良好的粘结性，具有高透光性、抗紫外线、机械强度高等特性。即将出台的《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》也明确规定使用双玻光伏建筑组件，其夹胶层应为PVB。
　　采用EVA封装的普通光伏组件主要应用在单纯发电为目的场合，由于其安全性能方面达不到建筑规范的要求也不适合应用在对建筑安全性能有要求的部位。采用PVB封装的双玻璃光伏组件以卓越的建筑性能和发电能力，必将随着太阳能光伏市场的扩大而得到更广阔的应用。
　　国际上生产双玻璃光伏组件的公司主要是奥地利的ErtexSolar和德国的SolarWatt,这两个公司在推广双玻璃光伏组件上走在行业的前列，从而使此产品的特点和性能得到了世界的公认。
　　在我国，无锡尚德（STP，8.27，-1.08%）、江苏林洋、广东金刚等公司在双玻璃光伏组件方面目前处于相对领先位置。
　　无锡尚德：全球规模最大的太阳能组件提供商之一，2005年在美国纽约证券交易所上市。尚德可提供业内种类最全的光伏组件，如SeeThru、LightThru、Semi-Shade、JustRoof等系列产品。尚德的核心产品是其享有盛名的标准光伏组件，基本结构是采用的是玻璃外壳加TPT底板材料组成，需要在建筑结构新加固定点来固定组件，如在屋顶加装支架。尚德的标准光伏组件以在世界范围内得到广泛应用，如美国旧金山国际机场、西班牙大慕希尔区（Greater Murcia）市政项目等。尚德的SeeThru、LightThru、Semi-Shade、Just Roof产品都是建筑一体化产品。See Thru组件采用了非晶硅薄膜光伏技术，可实现1%、5%或10%的透光率，该组件适用于幕墙、天窗、天棚、门廊和其它垂直或倾斜的抛光表面；LightThru组件在2块玻璃之间加入了单晶硅或多晶硅太阳能电池，使用EVA或PVB封装，并被夹在两块低铁钢化玻璃之间或玻璃（正面）与Tedlar®（背板）之间，可用于天棚、门廊、天窗和垂直幕墙。
　　林洋新能源（SOLF，8.68，＋1.76%）：Solarfun2006年在美国那斯达克成功上市，Solarfun通过其姊妹公司上海林洋太阳能在中国提供系统集成服务，中国太阳能产业领先企业之一。林洋新能源主要生产采用EVA封装的标准光伏组件，应用于其并网发电和独立发电工程。近年来也在逐步推广其双玻璃BIPV产品，如中华世纪坛景观长廊的凉亭，奥运中心区的景观灯柱太阳等。其双玻组件组件的最大尺寸为3.5m*2m，厚度最厚可达25mm，最大功率为300wpv。
　　广东金刚玻璃：我国新能源领域新近崛起的新锐力量，广东省创新型企业第一批试点单位。金刚玻璃充分其玻璃深加工的丰富经验，实现了其BIPV产品节能性与建筑安全性的完美结合。2006年，金刚玻璃和中山大学等科研机构联合研发的节能科研项目的“太阳能光伏建筑一体化材料产业化关键技术”被确定为粤港关键领域重点突破项目；2008年，金刚玻璃的核心BIPV产品——PVB封装双玻璃光伏建筑组件获得由德国莱茵技术认证中心（TUVRheinland）颁发的产品认证证书，这也标志着该公司双玻璃光伏建筑组件达到了国内领先水平。
　　双玻璃光伏组件的市场需求潜力可以从下面几个方面来体现：首先，我国具有规模庞大的使用双玻璃光伏组件的建筑。我国现有大约400亿m2的建筑面积，屋顶面积40亿m2，加上南立面，可利用面积大约为50亿m2。如果20%用来安装太阳电池，可以装100GW。仅上海市就有2亿m2的屋顶，假设1/10的屋顶用作光伏并网发电，每年可获得34～47亿kWh电。其次，双玻璃光伏组件符合未来建筑理念。现代建筑的一个最大特点是楼宇的智能化，而未来实现智能化的建筑物必定要配装BIPV系统，同时这也是对智能楼宇内容的一个重要补充。
       现在，良好的示范工程为双玻璃光伏组件的推广扫清了道路。青岛火车站、北京火车站南站等BIPV项目的成功应用，对其它火车站建设BIPV项目提供了有益的参考。在整个十一五期间，国家将重新改造546个火车站，例如南京南站、杭州东站、广州新火车站、兰州火车站、济南火车站等。按照4万亿元的铁路投资规模，火车站将是资金重点投资内容。同时，铁道部也把节能环保作为重点推广的内容，列出的新项目都含有太阳能光伏发电。因此，BIPV是未来光伏应用中最重要的领域之一，其发展前景十分广阔。作为BIPV主力产品之一的双玻璃光伏组件必定有十分强劲的市场需求。
　　附注：
　　随着光伏发电领域的转变，我国BIPV系统的研究与开发已取得了很大的发展。“九五”期间，我国在深圳、北京分别成功建成170kW、7kW光伏发电屋顶并实现并网发电。“十五”和“十一五”期间，北京、上海、深圳等地相继建成了多个BIPV工程，如北京火车南站、北京首都博物馆、深圳国际园博园、上海市崇明县太阳能光伏电站、青岛火车站、广州凤凰城高档别墅、海南三亚瑞亚国际公寓。
　　目前，香港地区已建成的BIPV系统的安装容量已经接近2MW，分别坐落在香港理工大学校园、政府示范楼、竹篙湾消防站和警察分局、机电工程署、圣保罗小学、马湾仔小学和尖沙嘴商业区环保大厦等地。
　　为推进要再生能源在建筑上的应用，国家财政部建设部共同颁发了《推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》、《可再生能源建筑应用示范项目评审办法》同时2006年6月1日实施的《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2006）也明确将可再生能源发电作为绿色建筑评价的优选项。09年3月23日，财政部会同住房和城乡建设部印发《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》（财建[2009]128号）及《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》（财建[2009]129号），财政部对09年符合条件的太阳能光电建筑颁布补贴标准20元/Wp，还有关于印发太阳能光电建筑应用示范项目申报指南的通知（财办建[2009]34号）。2009年7月16日，财政部、科技部、国家能源局联合印发了《关于实施金太阳示范工程的通知》，《通知》明确，对并网光伏发电项目，原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50％给予补助；其中偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70％给予补助；对于光伏发电关键技术产业化和基础能力建设项目，主要通过贴息和补助的方式给予支持。通过财政补助、科技支持和市场拉动方式，计划在2-3年内，采取财政补助方式支持不低于500兆瓦的光伏发电示范项目。
　　太阳能光伏产业的前景非常广阔，我国规划到2010年，太阳能发电总容量达到300MW，其中建成1000个屋顶光伏发电项目，总容量50MW，建成大型并网光伏电站总容量20MW；到2020年达到3万MW，其中建成2万个屋顶光伏发电项目，总容量1000MW，太阳能光伏电站容量200MW。
　　太阳能光伏建筑一体化BIPV（Building Integrated Photovoltaics），是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的维护结构外表面来提供电力。由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。
　　光伏与建筑的结合形式一般有下列几种：一是光伏与墙面结合；二是光伏与屋顶结合；三是光伏与遮阳结合；四是光伏与围栏结合。从光伏方阵与建筑墙面、屋顶的结合来看，主要为屋顶光伏电站和墙面光伏电站。而光伏组件与建筑的集成来讲，主要有光电幕墙、光电采光顶、光电遮阳板等形式。目前光伏建筑一体化主要有八种形式：
　　由两片玻璃和太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串、并联汇集到引线端所形成的光伏电池组件被称为双玻璃光伏组件。双玻璃光伏组件由以下几部分组成:①两片玻璃:必须是钢化安全玻璃，向光的一面必须是超白玻璃;②电池片:单晶硅、多晶硅、非晶硅的均可;③复合层:可以是聚乙烯醇缩丁醛树脂（PVB）复合层，也可以是乙烯一醋酸乙烯共聚物膜（EVA）复合层。