不知細心的你有沒有發現,出現在高樓大廈上的光伏組件,除了直接依附在建筑物表面上以外,更多地開始直接作為建筑物本身的一部分。無論是柏林的中央火車站,還是鳥巢或水立方,這樣的情況已經越來越多了。
如果你坐飛機盤旋在上海世博園區的上方,一定會看到這樣的情景,很多展出場館都無比閃耀。英國零碳館屋頂上的深色太陽能電池板本身就是屋頂建材,通過吸收太陽能所產生的能量不僅用于發電、供暖,還與風能和地源熱能共同帶動室內通風,調節屋內的溫度和濕度;法國阿爾薩斯案例館的“水幕太陽能墻”外層同樣覆蓋太陽能電池板,能把照射到墻體外層的太陽光轉換成電,維持“水幕太陽能墻”不斷運作的同時,為建筑帶來冬暖夏涼的感覺。
這一次,光伏建筑一體化(Building Integrated Photovoltaics,下稱“BIPV”)的概念開始深入人心。中國館、主題館、世博中心和城市未來館四座標志性建筑上都采用了這種技術。上海世博會上光伏建筑的太陽能發電規模達到4.68兆瓦,年均發電可達406萬千瓦時,減排二氧化碳總量逾3400噸。
那么什么是BIPV?BIPV是指用光伏材料部分地代替傳統建筑材料,運用到屋頂、玻璃天窗以及幕墻等建筑外層上。南京南洲新能源研究發展有限公司董事長徐誦舜對此做了這樣一個形象的比喻:“如果說建筑是人體,過去,光伏材料是人身上的衣服、鞋子、首飾,那么現在,光伏材料便是眼睛、鼻子、嘴,是建筑物不可或缺的組成部分。”
這種新技術的一大好處是,由于與建筑業緊密結合,從建筑最開始的設計到施工環節便加入光伏組件,將組件作為建筑物本身的一部分,而不是附著在表面上可有可無的東西,便大大減少了建筑材料的使用,節約了這部分的成本以及人力成本。所以,BIPV的市場具備著無限的潛力,這個市場的發展速度可能比過去5年里傳統光伏市場的速度還要快。
● 國際巨頭的先行之旅
據有關機構預測,至2015年,BIPV的總體市場規模近50億美元。BIPV巨大的市場潛力深深吸引著全世界的公司。
總部位于美國密歇根州的Uni-Solar公司是目前這個領域的領軍者,也是最早將屋頂光伏面板商用化的公司。今年年初,Uni-Solar宣布向Enel綠色電力公司提供25兆瓦Uni-Solar品牌屋頂光伏面板,用于CIS-Interporto di Nola公司在意大利的多幢建筑物中。完成之后,可年發電約3300萬千瓦時。
Uni-Solar生產的柔性非晶硅太陽能光電模塊采用三層復合技術,擴大了其光譜的吸收范圍,極大地提高了轉換效率。此外,由于在連續的不銹鋼板卷上使用特殊的電機工藝,使得這些模塊具備了柔韌、可適度彎曲的特性。這一特性使其特別適用于BIPV。
Uni-Solar生產的太陽能屋頂采用的是非晶硅電池。針對通常非晶硅電池轉換率較低的問題,Uni-Solar則通過改良的CVD(Chemical Vapor Deposition, 化學氣相淀積)技術來解決。CVD即把含有構成薄膜元素的氣態反應劑或液態反應劑的蒸氣及反應所需其他氣體引入反應室,在襯底表面發生化學反應生成薄膜的過程。
采用這個技術,不僅能將生產線的吞吐量增加一倍,同時還能夠在更大的區域內實現更均勻的材料沉積,從而將長期以來6.7%的電池表面轉換率進一步提高。Uni-Solar公司將在2010年內實現部分電池轉換率達到8.2%,并且在2011年年底前實現約10%的轉換率,并將設備滿負荷運轉時的生產成本降至每瓦1.5美元。
傳統的大型跨國公司也希望在BIPV中分食一杯羹。比如陶氏公司最近推出了一種太陽能瓦片,在設計中結合了低成本的CIGS太陽能電池,使瓦片擁有了發電性能。標準瀝青瓦片是美國最流行的屋面材料,而陶氏的太陽能瓦片可以與瀝青瓦片一同安裝到屋頂上,實現真正的無縫式安裝。陶氏把這種太陽能屋瓦設計成與常規瓦片同樣的標準,所以那些安裝常規瓦片的承包商就可以完成太陽能瓦片的安裝。這項技術在去年被美國《時代周刊》評為年度最具創新的50大發明之一,系統將于2011年投入廣泛應用。
此外,BIPV也給一些傳統的建筑公司開辟了一條新道路。比如德國專門生產新式門窗塑鋼框架結構產品的Schüco公司,其采用光伏組件構成半透明的具備隔熱性能的玻璃元素,作為玻璃窗的材料,兼顧了節能、耐用和建筑物美觀等元素。
● 國內的新磚瓦
國內也有公司開始專攻這個領域。徐誦舜在太陽能應用領域里有著30年的研究經驗,在國內眾多企業還在爭搶著上馬多晶硅項目的時候,徐誦舜決定把重點放在BIPV上。有感于光伏市場在外的現狀,徐誦舜認為,一定要把目光放到國內光伏的真正應用上。
“要設計出普通百姓都能用的產品,而不僅僅是搞一兩個示范工程。”徐誦舜說。不過他的產品初步為世人所知,還是依靠“示范項目”。
在上海世博會聯合國館的正門前,有一個供參觀者遮陽避雨的等待區,該區為長40米、深5米、高3.8米,面積200多平方米的一條長廊。這一片等待區使用的便是南京南洲新能源研究發展有限公司新開發的產品。等待區頂面鋪設了120塊新漢瓦,每塊新漢瓦由125mm×125mm的單晶硅片4×9片的排列方陣組成。新漢瓦無須跟蹤,可以把一年四季的陽光有效地收