【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 陽(yáng)能、轉(zhuǎn)化為電能大大降低了室外綜合溫度，減少了墻體得熱和室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷，既節(jié)省了能源，又利于保證室內(nèi)的空氣品質(zhì)。 (5) 避免了由于使用一般化石燃料發(fā)電所導(dǎo)致的空氣污染和廢渣污染，這對(duì)于環(huán)保要求嚴(yán)格的今天與未來(lái)更為重要。 (6) 由于光伏電池的組件化，光伏陣列安裝起來(lái)很簡(jiǎn)便，而且可以任意選擇發(fā)電容量。 (7) 在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)上安 等光伏陣列，可以促進(jìn) PV 部件的大規(guī)模生產(chǎn)，從而能夠進(jìn)一步降低 PV 部件的市場(chǎng)價(jià)格，這對(duì)于 BIPV 系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用有著極大的推動(dòng)作用。 10 (8) 大尺度新型彩色光伏模塊的誕生，不僅約了昂貴的外裝飾材料 (玻璃幕墻等 )，且使建筑外觀更有魅力。 （ 9） 聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)光伏陣列一般安裝在閑置的屋頂或墻面上，無(wú)需額外用地或增 建， 其他設(shè)施，適用于人口密集的地方使用。這對(duì)于土地昂貴的城市建筑尤其重要 。 光伏建筑一體化的缺點(diǎn) 雖然太陽(yáng)能光伏建筑一體化有高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，并已在世博場(chǎng)館和示范工程上得以運(yùn)用，但光伏建筑還未進(jìn)入尋常百姓家，成片使用該技術(shù)的民宅社區(qū)并未出現(xiàn)。這是由于太陽(yáng)能光伏建筑一體化存有兩大問(wèn)題 ： 一是太陽(yáng)能光伏建筑一體化建筑物造價(jià)較高。一體化設(shè)計(jì)建造的帶有光伏發(fā)電系統(tǒng)的建筑物造價(jià)較高，在科研技術(shù)方面還有待提升。 二是太陽(yáng)能發(fā)電的成本高。目前太陽(yáng)能發(fā)電 的電價(jià) 是每度 45元，比常規(guī)發(fā)電成本每度 1元翻倍。 三是太陽(yáng)能光伏發(fā)電不穩(wěn)定，受天氣影響大，有波動(dòng)性。這是由于太陽(yáng)并不是一天 24小時(shí)都有，因此如何解決太陽(yáng)能光伏發(fā)電的波動(dòng)性，如何儲(chǔ)電也是亟待解決的問(wèn)題。 四是在這方面的人才缺 乏。 11 四． BIPV 在國(guó)內(nèi)外 的 發(fā)展?fàn)顩r BIPV 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外光伏發(fā)電已經(jīng)完成了初期開發(fā)和示范階段，正在向大批量生產(chǎn)和規(guī)模應(yīng)用發(fā)展，各國(guó)一直在通過(guò)改進(jìn)工藝、擴(kuò)大規(guī)模、開拓市場(chǎng)等，大力降低光伏電池的制造成本和提高其發(fā)電效率。 國(guó)際能源組織 (IEA)于 1991 年和 1997 年相繼兩次啟動(dòng)建筑光伏集成計(jì)劃，許多國(guó)家相繼制定了本國(guó)的屋頂計(jì)劃。 1997 年 6 月美國(guó)宣布了“百萬(wàn)屋頂光伏計(jì)劃”，計(jì)劃 2020 年完成，總裝機(jī)容量為 3025MWp，所 產(chǎn)生的電力相當(dāng)于 3 一 5 座大型燃煤電站，每年可望減排二氧化碳 35 億 t，相當(dāng)于減少 85 萬(wàn)輛汽車的尾氣排放。為此， 1998 年美國(guó)政府的光伏研究經(jīng)費(fèi)增加了 30%。該計(jì)劃旨在促進(jìn)美國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，把發(fā)電成本降到 6 美元 /kWh 以下，起到減排 CO增加社會(huì)就業(yè)、保持美國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在世界的領(lǐng)先地位的作用。 2020年 2月 5日，美國(guó)能源部公布了美國(guó)太陽(yáng)能計(jì)劃（ SAI 20202020） ,其要點(diǎn)如下： 1 美國(guó)太陽(yáng)能計(jì)劃將重點(diǎn)支持最能有效降低成本、提高效率 以及提高 光伏可靠性的生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品的研究開發(fā)項(xiàng)目； 2 將在 2020財(cái)政年度投資 ，其中 光伏預(yù)算，聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電 890萬(wàn)美元； 3 美國(guó)太陽(yáng)能計(jì)劃將對(duì)以光伏工業(yè)為向?qū)У难芯块_發(fā)目予 以投資，從而降低成本擴(kuò)大本國(guó)的光伏產(chǎn)量； 4 美國(guó)太陽(yáng)能計(jì)劃還對(duì)擁有從實(shí)驗(yàn)室向商業(yè)化過(guò)度潛力的新型光伏電池公司給以支持，通過(guò)能源部 投資、 NREL 和 Sandia 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的支持使得新一代光伏電池在 2020年以后走向市場(chǎng)化。并使其成本逐步下降到5~15美分 /KMH。美國(guó)太陽(yáng)能計(jì)劃支持下的光 伏發(fā)電成本具有具體曲線； 5 美國(guó)太陽(yáng)能計(jì)劃支持消除非技術(shù)性障礙，包括：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品認(rèn)證和技術(shù)培養(yǎng)； 6 美國(guó)太陽(yáng)能計(jì)劃將促進(jìn)美國(guó)各州電力公司建立伙伴合作關(guān)系，制定相關(guān)法規(guī)和激勵(lì)政策以促進(jìn)太陽(yáng)能應(yīng)用的推廣； 7 促進(jìn)太陽(yáng)能熱發(fā)電的技術(shù)開發(fā)、批量生產(chǎn)和擴(kuò)大項(xiàng)目規(guī)模。 12 美國(guó)聯(lián)邦政府雖然沒(méi)有 通過(guò)具體的法令，但有 20多個(gè)州政府或議會(huì)通過(guò)了相關(guān)法令，強(qiáng)制推行政府的可再生能源政策。 在電價(jià)方面，美國(guó)的一些州采用可避免成本的計(jì)算方法，確定可再生能源的電價(jià)。由于可避免成本是相對(duì)常規(guī)能源確定的，因此不同可再生能源技術(shù)得到電價(jià)一樣；還有些州制定了按凈用電量收費(fèi)的方法，相當(dāng)于按照銷售電價(jià)確定可再生 能源電價(jià)。這種價(jià)格的形成機(jī)制與固定價(jià)格相類似，其效果也大同小異。 歐洲于大致相同的時(shí)間宣布了百萬(wàn)屋頂計(jì)劃，計(jì)劃于 2020 年完成。德國(guó)在此框架下于 1998 年 10 月提出了在 6 年內(nèi)安裝 10 萬(wàn)套 PV 屋頂系統(tǒng)，總?cè)萘吭?300~500MW。 1999 年 5 月 14 日，德國(guó)僅用一年兩個(gè)月建成了全球首座零排放太陽(yáng)能電池組件廠，完全用可再生能源提供電力。目前世界上最大的安裝在屋頂?shù)墓夥⒕W(wǎng)系統(tǒng)是德國(guó)波茨坦太陽(yáng)能屋頂電站，于 2020 年 7 月建成，容量為 5MW，由 3萬(wàn)塊太陽(yáng)電池組件組成，每年能夠發(fā)電 4200MWh。 德國(guó) 2020年頒布的可再生能源法，其主要特點(diǎn)是“固定上網(wǎng)電價(jià)”政策。關(guān)于光伏發(fā)電的主要內(nèi)容： 1 電網(wǎng)公司全額收購(gòu)光伏發(fā)電上網(wǎng)電量，并以 歐分 /KWH 支付給開發(fā)商上網(wǎng)電價(jià)； 2 在固定的時(shí)間范圍內(nèi)，享受固定的上網(wǎng)電價(jià)； 3 新建光伏發(fā)電的平均每月需要多支付 20歐分的電力支出。 與《可再生能源法》相配套的還有銀行貼息貸款的政策。德國(guó)的政策性銀行—德國(guó)復(fù)心開發(fā)銀行設(shè)立了可再生能源投資專項(xiàng)或、額度，為可再生能源項(xiàng) 目融資 提供方便。對(duì)安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)提供貸款支持； 1 國(guó)家補(bǔ)貼的長(zhǎng)期低息貸款； 2 貸款期： 10年、 12年、 15年、 20年、甚至 30年，頭 2年、 3年或 5年不用嘗還； 3 固定利率至少 10年。在這些政策的支持下，德國(guó)還實(shí)施了“十萬(wàn)光伏屋頂計(jì)劃” ，德國(guó)政府認(rèn)為光伏發(fā)展計(jì)劃已經(jīng)取得了完全的成功。 盡管“十萬(wàn)屋頂計(jì)劃”已經(jīng)在 2020年結(jié)束，但在德國(guó)的光伏 屋頂?shù)慕ㄔO(shè)卻還沒(méi)有因此而停頓， 20202020年仍然有大幅度的增長(zhǎng)。 日本很重視光伏與建筑相結(jié)合的技術(shù)。 1997 年，通產(chǎn)省宣布執(zhí)行“七萬(wàn)屋頂”計(jì)劃，安裝了 37MW 屋頂光伏系統(tǒng)。自 2020 年以來(lái)，日本的屋頂計(jì)劃與建筑一體化得到了充分的發(fā)展，柔性太陽(yáng)電池與建筑材料的相互結(jié)合使成本大 13 大下降。日本光伏屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)是 :太陽(yáng)電池組件和房屋建筑材料形成一體，如“太陽(yáng)電池瓦”和“太陽(yáng)電池玻璃幕墻”等，這樣太陽(yáng)電池就可以很容易地被安裝在建筑物上，也很容易被建筑公司所接受。日本政府計(jì)劃到 2020 年安裝 5000MW 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)。 日本實(shí)行的是用戶補(bǔ)貼政策。用戶補(bǔ)貼即對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行補(bǔ)貼。這種補(bǔ)貼也不是一成不變的，它隨著市場(chǎng)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步而進(jìn)行調(diào)整。安 裝光伏發(fā)電系統(tǒng)是進(jìn)行工程補(bǔ)貼，這一補(bǔ)貼逐年減少，從最初補(bǔ)貼 50%,分十年逐漸減少，到第十年是補(bǔ)貼減到零， 2020年以后，日本屋頂光伏 發(fā)電系統(tǒng)的補(bǔ)貼已經(jīng)沒(méi)有了。除了光伏系統(tǒng)的安裝補(bǔ)貼外，還允許光伏發(fā)電系統(tǒng)“逆流”向電網(wǎng)饋電，意味著電力公司以同等電價(jià)購(gòu)買光伏系統(tǒng)的發(fā)電量，這類似于美國(guó)的《凈電量計(jì)量法》。日本的普通電價(jià)原本很高，相當(dāng)于每千瓦時(shí) ；而預(yù)計(jì)光伏發(fā)電系統(tǒng)價(jià)格將從 2020年的大約 /kw 下降到 2020年的 /kw。 在美、日、德三國(guó)大規(guī)模的太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃的推動(dòng)下，以光伏集成建筑 為核心的光伏并網(wǎng)發(fā)電市場(chǎng)得到了極大的發(fā)展。此外，意大利、印度、瑞士、荷蘭和西班牙都有類似的計(jì)劃在實(shí)施。 BIPV 在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r 隨著光伏發(fā)電領(lǐng)域的轉(zhuǎn)變，我國(guó)的 BIPV 系統(tǒng)的研究與開發(fā)已取得了很大的發(fā) 展?！熬盼濉逼陂g我國(guó)在深圳、北京分別成功建成 17kw、 7kw 光伏發(fā)電屋頂并實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電?！笆濉庇衷诒本┥虾＝ǔ啥嘧ㄖ惑w化的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。 2020 年上海奉賢建成 lOkW 建筑一體化并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的管理。 2020 年上海又建成了生態(tài)示范工程，其中 5kW 的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與建筑有機(jī)地結(jié)合在一起，該系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際一流。還有上海太陽(yáng)能科技有限公司建筑一體化辦公示范樓采用了六項(xiàng)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的太陽(yáng)能發(fā)電與建筑直接相結(jié)合的技術(shù)，并充分利用建筑一體化的諸多優(yōu)點(diǎn)，總裝機(jī)容量達(dá)40kW，結(jié)合地溫空調(diào)技術(shù)，可以基本實(shí)現(xiàn)該建筑的能源自給。 2020 年建成的北京市大興區(qū)天普工業(yè)園的一幢建筑面積 8000m2 的綜合利用新能源的生態(tài)建筑工程示范樓，辦公用電部分由 50kWp 太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)提供。深圳多個(gè)小系統(tǒng)并聯(lián)，與不同建筑相結(jié)合，總量為 1MW 規(guī)模， 14 于 2020 年 8 月建成， 目前已經(jīng)進(jìn)入運(yùn)行。 2020 年 8 月，由深圳市政府投資、中科院北京科諾偉業(yè)公司承建的 1MW 太陽(yáng)能光伏電站在深圳國(guó)際園林花卉博覽園內(nèi)建成發(fā)電。該電站采用與市電直接并網(wǎng)的運(yùn)行方式，是目前亞洲最大的并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏電站。該電站總?cè)萘? 1000kW，光伏組件總面積 7660m ，年發(fā)電能力約為 100 萬(wàn) kWh，相當(dāng)于每年可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤約 384t，年減排 CO2 約 170 余 t，減排 SO2 約 7． 68t。與常規(guī)能源發(fā)電比較，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用很低，節(jié)約了運(yùn)營(yíng)成本。 2020 年 4 月，我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的西部最大的烏魯木齊“ 3x20kW 并網(wǎng)光伏發(fā)電站”成功并網(wǎng)運(yùn)行。它是在建筑物朝陽(yáng)表面鋪設(shè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電組件，能直接將吸收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并通過(guò)逆變并網(wǎng)裝置與常規(guī)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)電能的雙向傳輸。 2020 年上海提出了 10 萬(wàn)個(gè)屋頂安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)計(jì)劃，隨即，江蘇也提出了 1萬(wàn)屋頂光伏并網(wǎng)發(fā)電工程。 15 五 . BIPV 的經(jīng)濟(jì) 、環(huán)境及 市場(chǎng) 前景 分析 BIPV 的經(jīng)濟(jì) 分析 在社會(huì)實(shí)踐中，人們進(jìn)行的所有實(shí)踐活動(dòng)，都是為了取得一定的效 益 ， 以滿足人們生產(chǎn)和生活的需求，這是人類社會(huì)實(shí)踐所遵循的一個(gè)重要原則。 只是由于各類活動(dòng)的不同，人們?nèi)〉眯б娴?形式也不同。 主要從兩個(gè)角度去考察其經(jīng)濟(jì)效益：一是在一定的人力、物力、財(cái)力的條件下，如何科學(xué)的管理、合理調(diào)配而使之充分發(fā)揮作用，更好地滿足既定目標(biāo)的要求，得到更好的效果，即得到最佳的“成果”，產(chǎn)出最大。二是在確保滿足既定的 目標(biāo)前提下，通過(guò)技術(shù)的進(jìn)步、優(yōu)化組合而使在或的效益 的過(guò)程中所花費(fèi)的消耗最少，即付出最少的“耗費(fèi)”，投入最少。換言之，任何一種社會(huì)實(shí)踐，要獲得有用的成果，創(chuàng)造物質(zhì)財(cái)富，都必須花費(fèi)一定的代價(jià)，消耗一定的人力，物力和資金，付出勞動(dòng)耗費(fèi)。 1997 年 ，我國(guó)太陽(yáng)能電池發(fā)電成本高達(dá) 200 元 /千瓦時(shí)； 20 世紀(jì) 80 年代，我國(guó)光伏 工業(yè)開始起步，太陽(yáng)能電池發(fā)電成本降至 40元 /千瓦時(shí)至 45元 /千瓦時(shí)；到 2020 年底，我國(guó)單晶硅太陽(yáng)能電池發(fā)電成本為 42 元 /千瓦時(shí)至 47 元 /千瓦時(shí)，非晶硅太陽(yáng)能電池發(fā)電成本為 23 元 /千瓦時(shí)至 25 元 /千瓦時(shí)。 2020 年，我國(guó)太陽(yáng)能電池的成本為 10 元 /千 瓦時(shí)至 75 元 /千瓦時(shí)。到 2020 年，我國(guó)太陽(yáng)能光伏電池的發(fā)電成本將會(huì)降到 1 元 /千瓦時(shí)左右，達(dá)到或接 近發(fā)電成本價(jià)格 。 國(guó)內(nèi)最大兆瓦級(jí)太陽(yáng)能 光伏電站 —— 上海崇明前衛(wèi)村太陽(yáng)能光伏電站等多個(gè)太陽(yáng)能光伏和風(fēng)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電價(jià)于 2020 年 8 月中旬獲得國(guó)家發(fā)改委批復(fù)核定。核定內(nèi)蒙古鄂爾多斯伊泰集團(tuán) 205 千瓦太陽(yáng)能聚光光伏電站和上海崇明前衛(wèi)村太陽(yáng)能光伏電站上網(wǎng)電價(jià)為每千瓦時(shí) 4 元（含稅）。據(jù)稱，崇明縣前衛(wèi)村兆瓦級(jí)太陽(yáng)能光伏 發(fā)電站的年上網(wǎng)電量，以三口之家每年用電 1500 千瓦時(shí)計(jì)算，可供約 715 戶市民家庭使用 1 年。不過(guò)，價(jià)格仍是太陽(yáng)能發(fā)電普及的一個(gè)瓶頸。上海市電力公司 2020 年表示，太陽(yáng)能發(fā)電成本約為每度 7 元，是普通電力的 10倍。但隨著國(guó)產(chǎn)光伏電池技術(shù)水平提高，成本下降，太陽(yáng)能發(fā)電可望在上海郊區(qū)和長(zhǎng)三角地區(qū)逐步推廣。而此次發(fā)改委核準(zhǔn)的該項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)為每千瓦時(shí) 4 元，顯示該項(xiàng)目的發(fā)電成本亦在逐步降低。 16 我國(guó)自上個(gè)世紀(jì) 80 年代光伏工業(yè)起步以來(lái)，太陽(yáng)能電池成本持續(xù)下降，到 2020 年，我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本有望降至 1 元 /千瓦時(shí)（ KWh）左右，達(dá)到或接近常規(guī)發(fā)電成本。隨著世界電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)，太陽(yáng)能電池的產(chǎn)量逐年遞增。 財(cái)政部 2020年對(duì)太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用示范的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)確定為 20元 /瓦，占目前系統(tǒng)成本的近 50％。補(bǔ)助后發(fā)電成本降低至 1 元 /度，大大增強(qiáng)光電競(jìng)爭(zhēng)力。 2020 年補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)原則上定為 20 元 /瓦，具體標(biāo)準(zhǔn)將根據(jù)與建筑結(jié)合程度、光電產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)程度等因素分工業(yè)開始起步，太陽(yáng)能電池發(fā)電成本降至40 元 /千瓦時(shí)至 45 元 /千瓦時(shí)；到 2020 年底，我 國(guó)單晶硅太陽(yáng)能電池發(fā)電成本為 42 元 /千瓦時(shí)至 47 元 /千瓦時(shí)，非晶硅太陽(yáng)能電池發(fā)電成本 為 23 元 /千瓦時(shí)至25 元 /千瓦時(shí)。 2020 年，我國(guó)太陽(yáng)能電池的成本為 10 元 /千瓦時(shí)至 75 元 /千瓦時(shí)。到2020 年，我國(guó)太陽(yáng)能光伏電 池的發(fā)電成本將會(huì)降到 1 元 /千瓦時(shí)左右，達(dá)