建筑节能:光伏建筑一体化

      将太阳能转化为热能，进而为人们提供生活热水——对太阳能的这种应用方式，很多人已经非常熟悉。然而，对于将太阳能转化为电，进而为人们提供照明或其他服务的太阳能光伏建筑一体化的应用方式，很多人却并不熟悉。事实上，在包括国家体育馆在内的众多奥运工程中，这一方式已得到了成功的应用。专家认为，太阳能光伏建筑一体化或许将成为建筑节能的新热点。

　　太阳能光伏建筑一体化，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围护结构外表面来提供电力。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：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。另一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。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。正在承接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。

　　太阳能光伏建筑一体化，始于国外。近年来，国外推行的光伏与建筑相结合的太阳能应用方式，极大地推动了光伏并网系统的发展。在城镇建筑物上安装的光伏系统，通常采用与公共电网并网的形式，这种形式具有诸多优点：并网光伏系统不需要配备蓄电池，既节省投资，又不受蓄电池荷电状态的限制，可以充分利用光伏系统所发出的电力；光伏阵列一般安装在闲置的屋顶或外墙上，无需额外占用土地，这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要；夏天是用电高峰的季节，也正好是日照量最大、光伏系统发电量最多的时期，对电网可以起到调峰作用；光伏阵列吸收太阳能转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，所以也可以起到建筑节能作用。联合国能源机构的调查报告显示，太阳能光伏建筑一体化将成为21世纪城市建筑节能的市场热点，太阳能建筑业也因此将成为21世纪最重要的新兴产业之一。

　　由于中国建筑能耗占总能耗的1/3，在既有建筑中，99％是高能耗建筑，因此，从建筑入手，进行“节能减排”是迫在眉睫的事情。而在目前可以利用的各种新能源中，太阳能是最清洁并且是免费的，开发利用过程中不会产生任何生态方面的副作用。为此，中国在借鉴国外发达国家推行太阳能光伏建筑一体化技术经验的基础上，开始了这方面的探索。2003年，在中国相关部门的组织下，在北京市大兴区建成了一幢建筑面积达8000平方米的综合利用新能源的生态建筑示范工程，经过近一年的运行后，于2004年6月全面通过验收，被专家评议为“我国第一幢综合利用太阳能解决能源问题的建筑示范工程”。该工程中“50千瓦大型屋顶光伏并网示范电站”是国家科技部“十五”科技攻关项目。2004年深圳建成目前亚洲最大的并网太阳能光伏电站，该光伏电站总容量1兆瓦，年发电能力约为100万度。电站设计及安装与深圳综合展馆、花卉展馆等建筑融为一体，堪称国内绿色建筑的典范。在不久前投入使用的北京南站中，主站房屋面中央采光带也采用了太阳能光伏发电系统，该系统总发电量约320千瓦，可辅助解决车站的用电问题。

　　专家认为，上述光伏建筑一体化建筑的设计和建成，在一定程度上代表了世界上最先进的用能方式，这不仅对于中国在更多城市建筑中推广光伏建筑一体化的用能模式具有明显的示范意义，对于广大的农村地区推广这种太阳能利用方式也具有借鉴意义。专家分析：中国是个发展中国家，地域辽阔，有许多边远省份和经济不发达地区。据统计，目前尚有约900万户、6000万人口还没有用上电，60％的有电县严重缺电。这些地区的农牧民，居住分散，远离电网，而且用电水平很低，在10年甚至20内可能都无法靠常规电力解决他们的用电问题，光伏发电则是解决他们用电的理想途径。

　　专家还分析认为，在世界市场的拉动下，中国迅猛发展的光伏产业将加快光伏建筑一体化成为建筑节能热点的步伐：作为太阳能建筑一体化系统中的主要部件——光伏方阵中的太阳能电池组件，中国的年产量己由世界份额逐年增长，仅次于日本、欧洲，已成为世界光伏产业发展最快的国家之一。而在全世界范围内，目前大部分的太阳能电池用于并网发电系统，且主要用于城市的建筑与光伏系统的结合。在这种大背景下，光伏建筑一体化在我国的渐次推广将是顺理成章的事。