BIPV的最高境界就是讓太陽能電池看起來不像是“太陽能電池板”！

返回列表 來源：發(fā)布日期： 2022.05.14 瀏覽次數(shù)：

太陽能光伏技術因其高科技性質、全球市場增長和易于理解的太陽能轉化為電能的過程，最近引起了廣泛關注。但是，除了廣泛接受的標準太陽能電池板之外，今天有許多方法可以捕獲和使用太陽能，所有這些都是有助于提升我們生活的福祉，同時減少有害的二氧化碳排放?！奥斆鳌表椖康暮献骰锇檎诠餐Γ朔F(xiàn)有的市場障礙，通過富有想象力和經(jīng)濟的“變革”元素開發(fā)了新型太陽能光伏板產(chǎn)品進入市場。這些新設計正在徹底改變光伏在建筑中的使用方式，看起來一點也不像典型的太陽能電池組件。

太陽的力量

太陽是一種無窮無盡的能量來源，其輸出功率約為1000瓦/平方米。這個功率的值是瞬時的，根據(jù)定義，獲得的能量是它的功率乘以時間。因此，每年大約有1000到2000小時的等效全日照，每平方米有1000到2000千瓦時(取決于具體的位置)得到接收。這相當于一桶油(159升)，大約含有1700千瓦時的能量。一平方米的土地每年可以獲得相當于一桶石油的收入——這是一大筆錢！我們每年消耗多少能源？開車行駛15000公里大約需要900升油(對于燃燒6l/100公里的汽車)或5到10平方米的一輛電動汽車的光伏板！適度隔熱的房屋需要100-150千瓦時/平方米的能耗用于供暖/制冷和供電。如果太陽的能量能夠以100%的效率被捕獲，那么很容易計算出10-15平方米太陽能電池板足以滿足一個家庭的全部能源需求。

實際上有多種獲取和利用太陽能的可能性，這將使許多房屋成為能源生產(chǎn)者，并實際上獨立于其他外部能源。一個適當隔熱的房子當然是一個先決條件。

光伏通常因其使用和安裝簡單而被選擇。光伏板可以添加到現(xiàn)有的屋頂(也稱為建筑物添加光伏建筑附著光伏)，或者可以更優(yōu)雅地集成到屋頂或立面中(也稱為集成光伏的建筑)光伏建筑一體化).適用于幾乎任何類型的建筑，目前存在的眾多解決方案也允許以非常低的成本生產(chǎn)電力！

仿石材幕墻效果的太陽能光伏技術

許多成功的BIPV項目已經(jīng)完成，主要使用晶體硅模塊、彩色太陽能電池、均勻的黑色外觀，或者在項目中使用薄膜來創(chuàng)造更令人愉悅的結果。許多研究機構和行業(yè)正在合作設計新產(chǎn)品和解決方案，以制造新一代光伏產(chǎn)品，這將改變?nèi)藗兛创退伎冀ㄖ刑柲茈姵匕寮傻姆绞健Ｊ聦嵣?，在過去的幾年里，一些引人注目的新例子已經(jīng)出現(xiàn)，包括創(chuàng)造白色模塊或顯色的可能性，如傳統(tǒng)屋頂中使用的產(chǎn)品，以及高分辨率圖像的集成，以獲得更多的美學應用。理論上，每一個建筑元素都有成為潛在發(fā)電源的無限可能。

為屋頂應用程序，今天開發(fā)的最成熟的技術是專門為建筑敏感區(qū)域設計的模塊(圖1)。除了電氣生產(chǎn)能力，該模塊還提供了符合建筑材料建筑規(guī)范的高機械強度。該模塊的細長矩形具有大瓷磚外觀，可以集成到歐洲傳統(tǒng)遺產(chǎn)中常見的敏感城市地區(qū)的屋頂中。光伏建筑一體化正面在高密度的城市中心特別有價值，在那里，立面與屋頂?shù)拿娣e比隨著建筑物的高度而增加。對于立面應用，開發(fā)了幾種著色技術和不同類型的基板，以改變標準光伏模塊的視覺外觀。這些例子展示了太陽能電池板如何在建筑上融入建筑，同時保持優(yōu)雅和對歷史遺產(chǎn)的尊重。

圖1，在納沙泰爾。a)"協(xié)會之家"，2015年瑞士太陽能獎翻新類(資料來源:海因斯泰因、EPFL和CSEM)。b)弗里堡埃庫維倫斯的傳統(tǒng)農(nóng)場，帶有由伊索爾公司生產(chǎn)的太陽能-Terra模塊(來源CSEM)，C)伊索爾公司為聯(lián)合建筑公司(挪威)拱門生產(chǎn)的彩色活動立面。位于布德里的太陽能公司生產(chǎn)的白色太陽能外墻。

自然，除了屋頂和外墻，光伏還可以用于許多其他地方:陽臺、遮陽系統(tǒng)、花園桌子……甚至街道。這完全取決于你的想象！

大規(guī)模推廣面臨的挑戰(zhàn)

從建筑的角度來看，建筑一體化需要光伏模塊的靈活性生產(chǎn)設計，即可提供各種尺寸、形狀和外觀，以滿足美學和技術建筑的限制。理想情況下，這意味著現(xiàn)有的方式策略應該被逆轉:應該考慮準備包含有源光伏組件的建筑元件，而不是試圖強制實施標準的發(fā)電光伏板作為建筑元件。將光伏板與建筑材料進行有效組合，這是要建筑師來主導設計作用，建筑師需要深入到光伏的設計思考中，而不是材料廠家自己。

此前，許多研究表明，“高成本”是阻礙主流BIPV實施的最大障礙之一。然而，這一論點在今天不再有效。光伏技術正在發(fā)生范式轉變:由于光伏技術最近的許多改進，太陽能電池甚至高效晶體現(xiàn)在幾乎不花一分錢！這帶來了巨大的機遇，色彩的增加以及可定制的形狀和尺寸放大了機遇——BIPV在傳統(tǒng)建筑材料方面絕對具有競爭力，更不用說它自己生產(chǎn)能源了。顯然，市場壁壘不僅是經(jīng)濟和技術壁壘，也是政治、社會和文化壁壘。

從建筑師最早的草圖開始，所有利益相關者需要更好地了解太陽能電池板帶來的好處。BIPV價值鏈包括制造商、供應商、業(yè)主、租戶、物業(yè)經(jīng)理、融資機構、政府、建筑師和安裝商。每個人都有自己的一套優(yōu)先事項、技術限制和能力，這就需要利益攸關方之間建立新的合作網(wǎng)絡，甚至可能創(chuàng)建新的職業(yè)來彌補任何差距。此外，讓建筑專業(yè)人士以外的任何愿意并尋求可持續(xù)解決方案的公民了解這些產(chǎn)品至關重要。360度溝通在這里完全說得通。

我們今天面臨的挑戰(zhàn)是通過將光伏作為真正的建筑材料來凈化世界上作為能源的化石燃料。我們相信，讓社會相信屋頂和立面使用光伏發(fā)電的必要性的關鍵是通過積極的多學科合作。大家拭目以待，未來一定有更多的光伏創(chuàng)新技術應用于零碳建筑中。

今天的書籍分享：《零排放全電動多戶建筑指南》，在美國和全球范圍內(nèi)，越來越多的新的多家庭開發(fā)趨向于全電動化，這提供了重要的成本研究。雷德伍德能源公司的這份指南展示了來自全國各地的各種全電動多戶建筑。它還旨在解釋全電動多戶住宅的趨勢，總結最佳實踐，并為設計師提供有用的電氣產(chǎn)品目錄。