随着全球对可再生能源需求的增加和绿色建筑理念的推广,BIPV技术正逐渐成为现代建筑设计的重要组成部分。
什么是BIPV?
(BIPV房屋,来源:SUNQ)
BIPV(Building Integrated Photovoltaics)光伏建筑一体化是一种将太阳能光伏发电设备与建筑深度融合的创新技术。这些设备与组件在发电的同时还直接承担建筑物的结构功能,为建筑提供遮蔽与保护(如:屋顶、幕墙、窗户和遮阳板等)。
BIPV和传统太阳能(建筑附加光伏BAPV)有什么区别?
BAPV和BIPV都是利用太阳能进行发电,为建筑物提供电力,减少对传统化石燃料的依赖、对环境的污染和碳排放,那么它们之间又有哪些区别呢?
1. 空间利用与美观
(BIPV建筑,来源:energypedia)
传统光伏系统(BAPV)通常会在建筑物的屋顶或者地面上单独安装太阳能板阵列,对建筑结构和外观的影响较大,对安装空间的需求较高。对土地和屋顶空间短缺的城市来说,没有足够容纳太阳能电池板的空间是大规模部署太阳能的最大障碍。而BIPV在建筑设计阶段就将光伏组件考虑在内,系统与建筑融为一体,更注重与建筑整体的协调性,不额外占用土地资源,提高了空间利用率,也避免了传统光伏板可能给人带来的突兀感。
2. 功能性
BAPV的主要功能是发电,但在高密度地区,很难仅用从屋顶产生的太阳能来为建筑物供电。BIPV可以直接利用建筑表面接收阳光,有能力满足建筑物大部分甚至全部的电力需求。其在发电的同时,还承担着保护、承重、隔热、防水和隔音等建筑基本功能,有助于进一步降低建筑能耗。
3. 系统复杂度
BAPV在安装和维护上更为简单灵活。BIPV系统由于与建筑紧密结合,需要考虑建筑的结构、能源效率、电气、防水等多方面因素,因此在系统设计和安装上会更加复杂。
4. 成本与效益
BAPV经过多年发展,技术和产业链相对成熟,成本相对较低。
BIPV系统的初始投资较高,但长期来看电力成本低,具有良好的经济效益,能够显著降低建筑物的电力开支。根据Metsolar数据,在欧洲安装BIPV系统的平均成本从200欧元/平方米到625欧元/平方米不等,投资回报期为10至15年。根据电力成本、安装最终成本、光伏电站位置以及其他一些因素,BIPV的投资回收期可达6年。
BIPV的应用
在国内,已有不少采用了BIPV技术的公共建筑。
(上海璀璨城市综合楼效果图,来源:上海市人民政府)
上海璀璨城市综合楼是上海首座零能耗永久性模块化建筑(零能耗:通过各类技术让建筑自身产生的可再生能源大于或等于其所消耗的能源),于2022年8月底建成交付。据报道,该建筑将建筑的西立面与屋顶和光伏充分融合,光伏总装机容量115.68千瓦,总装机面积205.7平方米,投入运行后年发电量预计可达12.445万度,相当于年减排二氧化碳104.08吨,减少了49.78吨煤炭燃烧所产生的温室气体,减排粉尘33.85吨、二氧化硫3.73吨。根据该项目前期测算,这座建筑每平方米用电约为26度电,发电量约每平方米33度,可实现能耗自给自足,而同类型传统建筑每平方米用电在70度到80度。
(国家速滑馆,来源:网络)
国家速滑馆,又称“冰丝带”,是2022北京冬奥会的标志性建筑。屋顶上铺设的22条由1.2万块宝石蓝色的碲化镉发电玻璃形成了独特的“冰丝带”的外观造型,实现了美观灵动的视觉效果。该系统总装机量320千瓦,年发电量将近50万度。这些光伏发电玻璃能在长达数十年的生命周期中持续为场馆输送电力,降低对外部电力的需求。
在“好选客”系统中,我们也可以轻松找到BIPV组件的生产商、安装商。
建筑光伏一体化(BIPV)技术作为一种创新的可再生能源解决方案,不仅实现了能源生产的功能,还大大提升了建筑物的美观性和综合性能,为绿色建筑的发展提供了新的可能。随着市场的成熟和技术的进步以及全球对低碳建筑的重视,BIPV将在未来建筑设计中大放异彩,为可持续发展贡献更多力量。