太陽能作為一種新型能源，隨著人們認(rèn)識與實踐的不斷加深，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2009年，世界光伏累計裝機容量已接近23GW，近10年平均年增長42%。“光伏發(fā)電是發(fā)展速度最快的產(chǎn)業(yè)之一，建筑應(yīng)用是城市和村鎮(zhèn)光伏技術(shù)應(yīng)用的主要方式”，近日，在2010中國建筑論壇上，中國可再生能源學(xué)會太陽能建筑專業(yè)委員會秘書長張磊如是說。

    如何在建筑中利用太陽能來發(fā)電？太陽能光伏與建筑如何實現(xiàn)一體化？兩者的結(jié)合面臨著哪些問題？在論壇上，業(yè)內(nèi)專家紛紛建言獻(xiàn)策。

    建筑是太陽能光伏城市應(yīng)用的主要載體

    2009年以來，國家有關(guān)主管部門陸續(xù)出臺了一系列關(guān)于促進并網(wǎng)光伏發(fā)電工程應(yīng)用的政策、措施和辦法，大大加快了我國并網(wǎng)光伏發(fā)電工程應(yīng)用從試驗示范階段走上廣泛工程應(yīng)用的“快車道”步伐。

    2009年3月，財政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部共同發(fā)布政策，就加快推進太陽能光電建筑應(yīng)用提出實施意見，明確太陽能光電建筑應(yīng)用財政補助資金管理暫行辦法。中央財政首批安排預(yù)算12.7億元，用于國家光電建筑應(yīng)用示范項目建設(shè)。

    2009年7月，財政部、科技部以及國家能源局三部委啟動了“金太陽示范工程”，初步預(yù)算工程總投資近200億元。當(dāng)年國內(nèi)新增光伏裝機160MW，累計裝機達(dá)到300MW，500千瓦級光伏并網(wǎng)逆變器等關(guān)鍵設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)化，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)開始商業(yè)化推廣。

    張磊指出，這兩個項目的啟動，給太陽建筑光伏產(chǎn)業(yè)注入了一劑“強心劑”。這在我們國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和拉動內(nèi)需的大背景下，讓光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展贏得了契機。但是，除了大型的電站外，要想在城市中應(yīng)用，那只能是建筑。建筑將是太陽能光伏技術(shù)在城市應(yīng)用的主要載體。在城市土地資源日益緊張的情況下，建筑的立面成為太陽能光伏應(yīng)用的最好資源。

    向太陽能產(chǎn)業(yè)提出高要求

    根據(jù)測算，到2010年底，我國總建筑面積約450.2億平方米，其中城市房屋建筑面積為209.9億平方米，村鎮(zhèn)房屋建筑面積約為240.3億平方米?？捎糜诎惭b光伏系統(tǒng)的面積合計200.3億平方米。其中，屋面面積為93.2億平方米，南墻面面積為107.1億平方米。

    張磊說，在建筑這有限的面積里，既要裝太陽能光熱系統(tǒng)、又要裝太陽能光電系統(tǒng)，其實對太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了一個很高的要求，主要包括：光電系統(tǒng)要不斷提升品質(zhì)，光伏電池要提高轉(zhuǎn)化效率，否則會占用建筑很大面積；作為建筑的部件或是立面符號，光伏電池的顏色與質(zhì)感要與建筑立面的形象統(tǒng)一，目前可選用的產(chǎn)品普遍還做不到這一點；光伏電池要有一定的強度和韌性，能抵御風(fēng)、雨、雷、電等天氣變化以及自然災(zāi)害，實現(xiàn)與建筑同壽命；太陽能光電系統(tǒng)的尺寸與模數(shù)應(yīng)與建筑物各個部件的模數(shù)體系相協(xié)調(diào)、匹配。

    從規(guī)劃開始，設(shè)計是關(guān)鍵

    “光伏建筑一體化，關(guān)鍵的一點就是要有專門的設(shè)計。設(shè)計最關(guān)鍵。”張磊認(rèn)為。

    張磊說，實現(xiàn)光電建筑一體化的目標(biāo)，不單單是太陽能光電產(chǎn)品的問題，要從安裝位置、整個系統(tǒng)的經(jīng)濟性能、設(shè)計、安全等多個層面來考慮和設(shè)計。要保證安裝在建筑物上的太陽能光電系統(tǒng)能夠最大限度地獲得太陽能，就要求建筑師在設(shè)計時，不但要考慮陰影影響、光伏方陣朝向、安裝角度等問題，同時還要考慮挑選的位置有利于后期的清潔維護等問題；在經(jīng)濟性能方面，要考慮在一個建筑上安裝多少面積的光伏電池、產(chǎn)品的效率有多高，這樣才能測算出節(jié)能效率；在系統(tǒng)設(shè)計方面，不僅要考慮光電系統(tǒng)本身的設(shè)計，還要考慮到電氣的設(shè)計，光電系統(tǒng)是接到建筑的電氣系統(tǒng)中，要考慮與電氣系統(tǒng)如何接入和匹配的問題。

    因此，張磊認(rèn)為，太陽能光電系統(tǒng)與建筑結(jié)合，必須從規(guī)劃設(shè)計開始。

    標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范讓建設(shè)有章可循

    北京市新能源與可再生能源協(xié)會光電專委會主任王長貴指出，標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及質(zhì)量檢測認(rèn)證體系是搞好并網(wǎng)光伏發(fā)電工程建設(shè)的重要技術(shù)措施。我國并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工程建設(shè)方興未艾，應(yīng)從一開始就狠抓標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和質(zhì)量認(rèn)證體系的研發(fā)創(chuàng)新，使工程建設(shè)有章可循、健康發(fā)展。

    目前，我國已發(fā)布和正在編寫的專門涉及并網(wǎng)光伏發(fā)電的國家標(biāo)準(zhǔn)不到10部。其中，已發(fā)布的有《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)定》（已作廢）和《光伏系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性》等；已經(jīng)編制出征求意見稿、送審稿和報批稿的有《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)性能測試方法》、《光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)安全規(guī)范》和《并網(wǎng)光伏發(fā)電專用逆變器技術(shù)要求和測試方法》等。

    2010年8月1日，由中國建筑設(shè)計研究院和中國可再生能源學(xué)會太陽能建筑專業(yè)委員會聯(lián)合主編的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》正式實施。今后，我國新建、改建和擴建的民用建筑光伏系統(tǒng)設(shè)計要納入建筑工程設(shè)計，統(tǒng)一規(guī)劃、同步設(shè)計、同步施工、同步驗收，與建筑工程同時投入使用。

    張磊說：“編制規(guī)范時，我國光伏的應(yīng)用還很少，但是從去年開始光伏出現(xiàn)了井噴的現(xiàn)象。可以說標(biāo)準(zhǔn)出版得非常及時。”

    科技創(chuàng)新是重要保障

    近年來，我國光伏產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。目前，已建成20多個先進的大型光伏電池制造企業(yè)。2008年，我國光伏電池及組件產(chǎn)量居世界首位，其中98%以上出口國際市場，并且主要應(yīng)用于并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。但是，我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基本上是依靠引進國外設(shè)備和生產(chǎn)線，通過消化、吸收和再創(chuàng)新來提高國產(chǎn)化能力的模式。由于技術(shù)水平、人才培養(yǎng)等方面的滯后，研發(fā)力量薄弱、缺乏自主創(chuàng)新能力的狀況依然存在。

    王長貴說，為把我國并網(wǎng)光伏發(fā)電工程開展得更好、更快、具有更高質(zhì)量、更先進水平，科技創(chuàng)新應(yīng)作為最重要的保障措施緊緊跟上，積極開展工程應(yīng)用中提出的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新設(shè)備的科技創(chuàng)新工作。

    為從根本上提升光伏發(fā)電的可調(diào)節(jié)性，王長貴認(rèn)為，應(yīng)將研發(fā)采用與之配合的抽水蓄能技術(shù)、大容量長壽命低成本蓄電池技術(shù)、超級電容器蓄能技術(shù)、飛輪蓄能技術(shù)、壓縮空氣蓄能技術(shù)及超導(dǎo)蓄能技術(shù)等多種蓄能技術(shù)及裝備提上日程。他指出，這類技術(shù)獲得突破之日，將是我國光伏發(fā)電成為電網(wǎng)主力能源之時。

    我國目前有多家公司生產(chǎn)光伏組件功率特性檢測設(shè)備，但光伏方陣、光伏系統(tǒng)的現(xiàn)場檢驗測試設(shè)備和功率調(diào)節(jié)器的現(xiàn)場檢驗測試設(shè)備等尚是空白，這就為驗收和評估光伏發(fā)電系統(tǒng)帶來困難，已成為順利實施“太陽能光電建筑”和“金太陽示范工程”以及各種光伏電站工程迫切需要解決的關(guān)鍵裝備。對此，王長貴強調(diào)，應(yīng)引起重視，列入日程，加快研發(fā)。(劉月月)

來源：中國建設(shè)報