中國光伏建筑一體化應用或提速

2021-05-26 16:02

“作為中國最大的一次能源供應商,我們在全力實現傳統能源清潔化的同時,致力布局清潔新能源的規?;??!眹夷茉醇瘓F總經理、中國工程院院士凌文近日在中國西安光伏產業發展高峰論壇上透露,國家能源集團在銅銦鎵硒(CIGS)薄膜光伏技術上已獲重大突破,下一步將全力進軍光伏發電產業。
      業內專家認為,能源巨頭發力銅銦鎵硒薄膜光伏產業,必將推動光伏技術與建筑工程深度融合,業界呼喚多年的光伏建筑一體化進程有望全面加快。
      銅銦鎵硒薄膜光伏:怪名字是一項好技術
      2018年8月10-12日,在第三屆中國西安光伏產業發展高峰論壇暨展覽會上,國家能源集團展出的銅銦鎵硒薄膜光伏發電技術,頗為引人矚目。
   “銅銦鎵硒?名字好怪!”包括多名媒體記者在內的與會者駐足觀看,疑問多多。
   “這是指利用銅銦鎵硒薄膜太陽能電池將光能轉換成電能的一種技術方式?!眹夷茉醇瘓F總經理、中國工程院院士凌文現場擔當講解員。他說,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池,是指吸收層由銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)、硒(Se)四種元素按照最佳比例構成的結晶薄膜太陽能電池。
凌文介紹說,銅銦鎵硒薄膜光伏電池有很多優點。一是輕量化,即質量輕,便于安裝;二是弱光發電性能好,比如在這個季節的西安,早晨6點太陽一出來,它就開始發電;三是功率衰減低。還有一個特點,是色彩豐富,又可實現建筑學上美觀等理念。銅銦鎵硒薄膜光伏電池由此被國際上稱為“下一代非常有前途的新型薄膜太陽能電池”。
   “銅銦鎵硒薄膜光伏電池的最大優點是光電轉換效率高?!绷栉膹娬{說,近年來,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的研究與產業化進展迅速,轉換效率世界紀錄不斷被刷新,當前實驗室最高轉換效率紀錄已達到22.9%。
據介紹,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池可以廣泛應用于邊遠山區獨立電站、農光互補、漁光互補等精準扶貧項目、光伏建筑一體化(BIPV)、大型地面光伏電站、分布式光伏電站、城市園林景觀、旅游業、交通運輸業等領域。
銅銦鎵硒薄膜太陽能電池還可定制化生產不同色彩和圖案的組件,適用于不同的市場應用場景和要求,尤其可滿足建筑設計師關于色彩、規格等建筑美學需求,同時由于其對光照角度要求低,可安裝于建筑物立面。


國家能源集團:欲做薄膜光伏發電領導者
眾所周知,2017年11月由中國國電集團和神華集團重組成立的國家能源集團,擁有四個“全球之最”——最大煤炭生產公司、最大火力發電公司、最大風力發電公司和最大的煤制油煤化工公司。這家能源巨頭何時把目光瞄向光伏產業的?
凌文告訴記者,早在8年前,神華低碳研究院一支科學家團隊,就開始跟蹤銅銦鎵硒薄膜光伏電池技術??茖W家們發現,銅銦鎵硒薄膜光伏發電代表著最有前途的太陽能發展方向。國家能源集團組建之初,就將銅銦鎵硒薄膜太陽能發電產業作為企業戰略性新興發展產業,并啟動了銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化項目。
“目前,我們已構建銅銦鎵硒薄膜光伏發電技術研發、裝備制造、組件生產、地面電站和光伏建筑一體化的‘五位一體’發展創新體系?!绷栉恼f,先說技術,成立包括眾多德國技術人員在內的技術創新團隊;再說裝備,我們與上海電氣集團聯合,實現了裝備生產本土化;第三說光伏組件生產,我們在重慶建成銅銦鎵硒太陽能電池組件公司,今年年底第一批組件問世,將大規模降低成本,提高效率;第四說電站,我們是全世界最大的發電公司,光伏發電將和火電、風電、水電等實現多能互補,最大限度提高應用效率;第五也是最重要的一點,我們將與國內建筑企業全面合作,推進光伏建筑一體化。
據凌文透露,為加快推進銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化進程,國家能源集團還承擔了國家住建部“CIGS太陽能薄膜發電技術在光伏建筑一體化中的應用研究”總課題,以及一體化組件研究、集成系統和裝配技術優化研究、能源集成系統研究、組件生產加工技術優化研究、產品綜合性能試驗研究、銅銦鎵硒建筑能源集控與實驗平臺研究、工程造價研究、技術經濟評價研究、示范建筑研究、標準與規范制定研究等10個子課題;同時,還承擔了多個示范項目。
“今年下半年到明年上半年,在北京、江蘇、廣東、海南、四川等省市落地的6個實體示范項目將陸續完工,形成系統完整的子課題族和示范項目群?!绷栉恼f,“我們有理由相信,國家能源集團將成為全世界銅銦鎵硒薄膜光伏發電技術的領導者之一?!?/span>
建筑領域一場革命:
由能源消耗者轉變為生產者
   對于國家能源集團進軍銅銦鎵硒光伏發電產業,業內專家評論稱,此舉將加快光伏建筑一體化進程,讓建筑物由能源消費者轉變成能源生產者,成為城市建筑領域的一場革命。
“光伏建筑一體化(BIPV)是指將太陽能發電產品集成并作為建筑組成部分的技術?!眹夷茉醇瘓F綠色能源與建筑研究中心湯洋博士說,這與附著在建筑物上的太陽能光伏發電系統(BAPV)完全不同,電池作為建筑物外部結構的一部分,既具有發電功能又具有建筑材料的功能,還可以提升建筑物的美感,與建筑物形成完美的統一體。
來自住建部數據,我國建筑能耗約占全社會總能耗的30%,光伏建筑一體化具有綠色節能、減少碳排放,提升建筑美學、替代部分建筑材料、降低建筑物造價、提高用電效率、節約土地資源、減少大氣和固廢污染,保護生態環境等巨大優勢。
“但是,當前的光伏建筑一體化項目大多是將太陽能光伏組件以光伏幕墻形式安裝于建筑物外立面,應該稱之為光伏建筑一體化的‘初級版’?!睖蟾嬖V記者,銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化(CIGS-BIPV)是將銅銦鎵硒光伏技術與建筑工程深度融合,集成了銅銦鎵硒薄膜光伏組件的建筑物作為一個
來設計與施工,讓光伏組件成為建筑物不可分割的一部分,比如一堵墻,既起到遮風擋雨、保溫隔熱、隔聲等建筑功能,又成為最具發展空間的分布式能源形式。優化控制供熱、通風、空氣調節,對自然采光、光伏發電、光熱利用、直流供電、智能微電網、自動化系統進行全面集成,對建筑物的設計與運行進行完整集成與優化,實現建筑物的各項舒適性指標,做到真正意義上的光伏建筑一體化,是光伏建筑一體化的“高級版”。
凌文認為,銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化在建筑行業廣泛推廣應用,將會產生巨大的社會效益和經濟效益,也將帶來一場能源與建筑的深刻變革。在能源領域,將推動分布式綠色清潔能源的普及使用,讓建筑由能源消耗者轉變為能源生產者,使城市由能源消費型城市向能源生產型城市轉變。在建筑領域,逐步轉變建筑發展方向,使綠色、清潔、裝配一體的觀念深入人心,重構城市肌理與城市氣質,增加城市豐富度與多樣性。